生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域中大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用探討

張桂蘭

（東莞市環(huán)保產(chǎn)業(yè)促進(jìn)中心，廣東東莞 523000）

經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展給環(huán)境造成了一定的影響，而生態(tài)環(huán)境問題的解決具有時(shí)變性、復(fù)雜性等特點(diǎn)，會(huì)涉及多個(gè)領(lǐng)域。面對(duì)大量的數(shù)據(jù)信息，使用更先進(jìn)數(shù)據(jù)處理技術(shù)成為保護(hù)生態(tài)環(huán)境的必然趨勢(shì)。

1 生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)概述

目前，環(huán)境污染、森林面積減少、自然資源枯竭等生態(tài)環(huán)境問題日益突出。在我國，當(dāng)前的環(huán)境問題主要表現(xiàn)為水土流失、土地荒漠化、淡水資源短缺等。隨著科技的發(fā)展，生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域中出現(xiàn)了大數(shù)據(jù)思維，即生態(tài)環(huán)境問題的解決需要長期的數(shù)據(jù)積累，同時(shí)也需要利用大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)。生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)是將大數(shù)據(jù)相關(guān)理論和技術(shù)運(yùn)用到生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域的一種實(shí)踐方式，其不僅擁有大數(shù)據(jù)的屬性，同時(shí)也具備了生態(tài)環(huán)境的復(fù)雜、特殊等特性［1］。在我國，生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)包括地面監(jiān)測(cè)相關(guān)數(shù)據(jù)、遙感影像數(shù)據(jù)、經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)和相關(guān)研究數(shù)據(jù)等，數(shù)據(jù)來源包括環(huán)保、社會(huì)、林業(yè)、水利和氣象等多個(gè)部門，足見生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)的復(fù)雜性和多樣性。雖然這些數(shù)據(jù)來自不同部門，但數(shù)據(jù)之間卻有很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性，為我國有效解決環(huán)境問題、提高環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)能力、制定環(huán)保相關(guān)政策法規(guī)提供了可靠保障。

2 大數(shù)據(jù)技術(shù)在生態(tài)環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用價(jià)值

2.1 數(shù)據(jù)總量大

大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)優(yōu)勢(shì)之一在于信息總量大，應(yīng)用于生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作，這一優(yōu)勢(shì)還能得到進(jìn)一步的發(fā)揮。例如，我國東北地區(qū)對(duì)林業(yè)資源及周邊生態(tài)環(huán)境的保護(hù)工作，可以借助大數(shù)據(jù)，了解區(qū)域內(nèi)森林覆蓋率、物種信息、各類關(guān)鍵數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)變化、歷年工作產(chǎn)生的原始數(shù)據(jù)、經(jīng)加工后獲取的半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)等，能在短時(shí)間內(nèi)得到調(diào)取和呈現(xiàn)，有助于針對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)中的薄弱部分開展工作，提升生態(tài)環(huán)境保護(hù)的有效性。

2.2 數(shù)據(jù)類別豐富

數(shù)據(jù)類別豐富，是指大數(shù)據(jù)能夠?yàn)樯鷳B(tài)環(huán)境保護(hù)工作提供多種類別的數(shù)據(jù)資源，這些資源以信息化形式呈現(xiàn)，且涵蓋多個(gè)方面，便于生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作的多樣化開展。如旅游業(yè)較為發(fā)達(dá)的地區(qū)，可通過大數(shù)據(jù)了解當(dāng)前生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作的基本態(tài)勢(shì)，包括總投資額度、環(huán)保資金使用情況、新的環(huán)保工作要點(diǎn)和此前工作的執(zhí)行情況等。不同季節(jié)旅游人數(shù)的差異，也會(huì)導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作重點(diǎn)的改變。因此，借助豐富的大數(shù)據(jù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)各類因素的分析評(píng)估，有助于做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作。

2.3 數(shù)據(jù)更新速度快

大數(shù)據(jù)具有增長率高、更新速度快的特點(diǎn)，需求方可以自行進(jìn)行數(shù)據(jù)收集和更新，也可以支付少量費(fèi)用，獲取第三方服務(wù)。據(jù)研究，總量相當(dāng)?shù)男畔?shù)據(jù)，常規(guī)模式收集耗時(shí)超過2400 h，借助大數(shù)據(jù)服務(wù)，可在2 h內(nèi)獲取對(duì)應(yīng)資源。生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作中，很多環(huán)節(jié)對(duì)信息的更新速率要求高，如石油泄漏造成的污染、火災(zāi)等，高速更新的大數(shù)據(jù)，也能為相應(yīng)的特殊工作提供支持，提升生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作的實(shí)時(shí)性。

3 大數(shù)據(jù)在生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用

3.1 對(duì)氣候變化的預(yù)測(cè)

隨著經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的發(fā)展，滿足人們生活需求的各類相關(guān)設(shè)備層出不窮，如汽車、空調(diào)等，但造成溫室效應(yīng)的氣體排放量也隨之增加，氣候變化變得異常。人們對(duì)氣象預(yù)報(bào)及氣候預(yù)測(cè)的要求逐漸提高，但由于氣候變化具有不穩(wěn)定、復(fù)雜的特性，對(duì)于它的預(yù)測(cè)必須要借助大數(shù)據(jù)。大數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)能夠有效提升氣象預(yù)報(bào)及氣候變化預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確度，從而滿足人們的需求。隨著技術(shù)不斷發(fā)展，氣象預(yù)測(cè)設(shè)備得到更新和普及，如雷達(dá)衛(wèi)星等，使氣象監(jiān)測(cè)點(diǎn)也逐漸增多、觀測(cè)規(guī)模得到擴(kuò)展。同時(shí)，為了更好地預(yù)測(cè)氣候變化，產(chǎn)生了大量模擬氣候變化的信息，這些信息根據(jù)實(shí)際天氣變化數(shù)據(jù)并運(yùn)用智能設(shè)備根據(jù)相關(guān)理論構(gòu)建，從而達(dá)到準(zhǔn)確預(yù)測(cè)氣候走向的目的［2］。

3.2 對(duì)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的觀測(cè)和模擬

生態(tài)網(wǎng)絡(luò)觀測(cè)是以定位觀測(cè)的方式，運(yùn)用大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)對(duì)生態(tài)環(huán)境的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，并對(duì)這些收據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)儲(chǔ)存和研究的一種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)形式。生態(tài)網(wǎng)絡(luò)具有數(shù)據(jù)信息大、涵蓋面廣等特征，是應(yīng)用大數(shù)據(jù)進(jìn)行生態(tài)研究的可靠保障。生態(tài)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要以長期定位觀測(cè)環(huán)境變化為主，具有多方位全面覆蓋觀測(cè)、觀測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)效性、自動(dòng)傳輸、現(xiàn)代化智能設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)共享等優(yōu)勢(shì)，能夠最大程度避免人為、采樣等形式產(chǎn)生的環(huán)境觀測(cè)誤差，其研究結(jié)果更加準(zhǔn)確。生態(tài)網(wǎng)絡(luò)觀測(cè)是將大數(shù)據(jù)應(yīng)用到生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域的重要舉措，主要包含了3 方面優(yōu)勢(shì)：1）能夠多方位、多領(lǐng)域進(jìn)行環(huán)境觀測(cè)，為研究環(huán)境提供完善數(shù)據(jù)；2）能夠?qū)⒎稚⒌沫h(huán)境信息集中化并高效儲(chǔ)存和傳輸，極大程度滿足用戶需求；3）通過生態(tài)網(wǎng)絡(luò)觀察系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)共享，保證相關(guān)研究人員能夠?qū)Νh(huán)境做出精準(zhǔn)預(yù)測(cè)。

3.3 對(duì)大氣污染的治理

生態(tài)環(huán)境問題不僅包含生態(tài)系統(tǒng)，而且包括了地球整體相關(guān)的問題，如大氣污染。隨著經(jīng)濟(jì)水平提高，高尾氣排放、高耗能、高污染的環(huán)境污染逐漸嚴(yán)重，從而造成大范圍霧霾出現(xiàn)，并且霧霾具有能見度低、持續(xù)時(shí)間長等特點(diǎn)，嚴(yán)重威脅著人們的生命健康。因此，只有對(duì)大氣污染數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)掌握和分析，才能進(jìn)行霧霾等大氣污染現(xiàn)象的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，進(jìn)而有效預(yù)防生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重災(zāi)難。但由于大氣污染相關(guān)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)不斷變化狀態(tài)，并且具有涉及范圍廣、數(shù)據(jù)多樣等特點(diǎn)，對(duì)大氣污染進(jìn)行預(yù)測(cè)和治理存在一定難度。因此，將大數(shù)據(jù)應(yīng)用在大氣污染領(lǐng)域，通過對(duì)大量數(shù)據(jù)的整合、抽取、分析和挖掘等方式，為區(qū)域大氣質(zhì)量管理及區(qū)域間合作治理提供了技術(shù)支持，并對(duì)治理決策提供相應(yīng)依據(jù)，且大數(shù)據(jù)的分析形式多樣，包括視頻、語音、圖片和文字等，通過多樣化分析得出的結(jié)論更具準(zhǔn)確性。

4 大數(shù)據(jù)在生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用途徑

4.1 建立生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)

為了更好地將大數(shù)據(jù)應(yīng)用到生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域，先要做的是建立相關(guān)大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)。這就要求相關(guān)政府部門充分發(fā)揮其在環(huán)境治理中的主導(dǎo)地位，加大對(duì)大數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)的支持力度，鼓勵(lì)各類企業(yè)、社會(huì)組織、社會(huì)團(tuán)體和科研院所等參與到大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)建設(shè)中來，使大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)更有效、更方便地為大眾提供服務(wù)，滿足大眾對(duì)生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)的需求，實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)共享，便于人們對(duì)環(huán)境治理的監(jiān)督和了解。在進(jìn)行生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)建設(shè)時(shí)，應(yīng)融入先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，如可視化、人機(jī)互動(dòng)等形式，使人們能夠以更直觀的方式了解生態(tài)環(huán)境狀況［3］。

4.2 提升大數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)信息準(zhǔn)確度

生態(tài)環(huán)境問題涉及的范圍很廣，包括陸地、海洋和天空等，其所包含的數(shù)據(jù)也很廣，包括土壤狀況、水質(zhì)、空氣等級(jí)等，及各種自然災(zāi)害。因此，將大數(shù)據(jù)應(yīng)用到生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域，應(yīng)做到確保數(shù)據(jù)信息準(zhǔn)確，即對(duì)各領(lǐng)域中的具體信息進(jìn)行采集，以便為有效解決各種環(huán)境問題、提升生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)功能提供可靠依據(jù)，并且需根據(jù)具體信息，提升對(duì)各種自然災(zāi)害的預(yù)報(bào)水平［4］。

4.3 加強(qiáng)對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的服務(wù)力度

基本建設(shè)包括滿足公眾需要的大壩、鐵路、橋梁等設(shè)施，提升生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)信息對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的服務(wù)力度，主要是指基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)要根據(jù)大數(shù)據(jù)信息對(duì)環(huán)境進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，以便使相應(yīng)建設(shè)方案適時(shí)調(diào)整，提升建設(shè)質(zhì)量，以符合人們對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的需求標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，為了做出有利于企業(yè)發(fā)展的生產(chǎn)決策，有關(guān)行業(yè)、企業(yè)的生產(chǎn)活動(dòng)也需要參考生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)信息做出決策。此外，生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)信息還可以為政府制定相關(guān)政策提供數(shù)據(jù)依據(jù)，實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。

4.4 實(shí)現(xiàn)各領(lǐng)域大數(shù)據(jù)相結(jié)合

生態(tài)環(huán)境問題的出現(xiàn)是各個(gè)領(lǐng)域共同作用的結(jié)果，要想完善解決環(huán)境問題，就要了解各領(lǐng)域相關(guān)信息。將生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)和農(nóng)業(yè)、工業(yè)、新興產(chǎn)業(yè)、醫(yī)療和交通等領(lǐng)域的大數(shù)據(jù)相結(jié)合，加強(qiáng)相關(guān)領(lǐng)域之間的創(chuàng)新性合作，以便減少環(huán)境污染、實(shí)現(xiàn)對(duì)流性疾病的防范等，促進(jìn)各個(gè)領(lǐng)域科學(xué)、合理發(fā)展，最終實(shí)現(xiàn)各領(lǐng)域可持續(xù)發(fā)展［5］。

5 結(jié)語

將大數(shù)據(jù)應(yīng)用到生態(tài)環(huán)境中有諸多好處，但目前生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域大數(shù)據(jù)的應(yīng)用還沒有得到普及。要想使大數(shù)據(jù)在生態(tài)環(huán)境建設(shè)領(lǐng)域得到完善發(fā)展，就要采用相關(guān)措施，促進(jìn)生態(tài)環(huán)境管理有效性、環(huán)境服務(wù)信息多元化，使生態(tài)環(huán)境得到不斷優(yōu)化。