大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)中大數(shù)據(jù)解析方法運(yùn)用研究

駐馬店市生態(tài)環(huán)境局確山分局 張靜

大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)是對(duì)大氣環(huán)境中的污染物濃度觀察分析其變化對(duì)環(huán)境影響的測(cè)定過程。所監(jiān)測(cè)的污染物主要包括：硫氧化物、氮氧化物、一氧化碳等；顆粒狀污染物主要有降塵、總懸浮微粒、飄塵及酸沉降。通常根據(jù)一個(gè)地區(qū)的規(guī)模，大氣污染源分布情況以及源強(qiáng)、氣象條件、地形地貌等因素進(jìn)行規(guī)定項(xiàng)目的定期監(jiān)測(cè)。

一、運(yùn)用大數(shù)據(jù)解析的意義

大數(shù)據(jù)解析是指對(duì)規(guī)模巨大的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，其具有數(shù)據(jù)量大、速度快、類型多、價(jià)值性和真實(shí)性五個(gè)特征，能夠科學(xué)合理地分析數(shù)據(jù)接下來可能發(fā)生的變化，保障了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。在大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)中運(yùn)用大數(shù)據(jù)解析技術(shù)有以下幾方面意義：首先，其能夠提升監(jiān)測(cè)的預(yù)警能力，大數(shù)據(jù)技術(shù)可以及時(shí)、準(zhǔn)確地獲得海量的大氣監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，雖然處理繁雜的數(shù)據(jù)有一些困難，但是大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠從中獲取有益的數(shù)據(jù)，及時(shí)將相關(guān)問題發(fā)給有關(guān)監(jiān)測(cè)部門并能夠給出初步解決方案，幫助工作人員開展相關(guān)環(huán)境治理；其次，大數(shù)據(jù)能夠提高科學(xué)決策水平，大數(shù)據(jù)技術(shù)可以更加全面地獲取大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)，并根據(jù)其龐大數(shù)據(jù)信息庫(kù)并綜合人工智能技術(shù)，可以幫助工作人員分析問題的成因并給出相應(yīng)的解決方案，大大提高了工作效率；最后，大數(shù)據(jù)技術(shù)可以幫助工作人員提高其服務(wù)能力。大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)反饋真實(shí)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，分析平臺(tái)上現(xiàn)有的數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)各平臺(tái)間的數(shù)據(jù)共享，使更多的民眾能夠掌握并理解相關(guān)信息，為其出行或者運(yùn)動(dòng)做出合理安排，并可以督促相關(guān)部門改善大氣環(huán)境。

二、運(yùn)用大數(shù)據(jù)解析的優(yōu)勢(shì)

（一）提高預(yù)警能力

大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)海量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)快速分析，并能從中挖掘出具有使用價(jià)值的有效信息，并幫助工作人員準(zhǔn)確評(píng)估本區(qū)域一定時(shí)間內(nèi)大氣環(huán)境水平。通過互聯(lián)網(wǎng)終端之間的傳送，從而為公眾提供及時(shí)可靠的數(shù)據(jù)信息，方便人們采取相關(guān)防護(hù)措施；大數(shù)據(jù)技術(shù)能快速、便捷地處理繁多復(fù)雜的大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，科學(xué)判斷大氣污染情況，及時(shí)預(yù)警污染源和污染事件，便于相關(guān)部門及時(shí)處理避免污染的擴(kuò)散；可以將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與大數(shù)據(jù)解析技術(shù)相融合，從而實(shí)現(xiàn)各終端以及各用戶間的溝通和交流，從而優(yōu)化數(shù)據(jù)的流通路徑。

（二）提高決策水平

在大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)中，運(yùn)用大數(shù)據(jù)解析相關(guān)數(shù)據(jù)，可以對(duì)大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)或相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行精準(zhǔn)分析，并可以實(shí)時(shí)呈現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)信息。此種解決方案，能夠便于人們了解大氣環(huán)境情況，并能夠依托龐大的數(shù)據(jù)庫(kù)為工作人員提供環(huán)境治理有力措施，從而全面提高科學(xué)決策水平；還能夠利用監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，構(gòu)建關(guān)于大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)的數(shù)字模型，從而為工作人員做出治理決策提供有益參考，降低環(huán)境治理的成本[1]。

（三）升級(jí)服務(wù)能力

通過構(gòu)建數(shù)據(jù)分析云平臺(tái)，可以將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和分析結(jié)果進(jìn)行快速且精準(zhǔn)地反饋，云平臺(tái)的運(yùn)營(yíng)和使用者主要是政府部門或者科研院所，通過各使用者之間的數(shù)據(jù)共享，任何一臺(tái)互聯(lián)網(wǎng)終端都可以實(shí)時(shí)獲取大氣監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，促進(jìn)政府部門提供科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)據(jù)信息，并提供人性化的服務(wù)。

三、在大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)中的具體運(yùn)用

（一）可視化操作

大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)是一項(xiàng)復(fù)雜、龐大的工程，涉及的學(xué)科和范圍較寬，并有一定的困難，需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)一定區(qū)域內(nèi)大氣環(huán)境中各項(xiàng)污染物指標(biāo)，例如PM2.5、二氧化硫、二氧化碳、二氧化氮、粉塵等，以及一切影響環(huán)境質(zhì)量的數(shù)據(jù)，并且需要對(duì)繁多復(fù)雜的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄。工作人員使用傳統(tǒng)的記錄方法很難從中總結(jié)出大氣環(huán)境的變化規(guī)律。通過運(yùn)用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，能夠?qū)@得的數(shù)據(jù)變成可視化的圖片、數(shù)字，方便工作人員從中掌握大氣環(huán)境變化規(guī)律，為下一步相關(guān)解決措施的提出提供科學(xué)支持；運(yùn)用大數(shù)據(jù)對(duì)大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，人們可以精準(zhǔn)、快速地獲取大氣環(huán)境數(shù)據(jù)，通過互聯(lián)網(wǎng)終端可以將有關(guān)數(shù)據(jù)共享到氣象平臺(tái)上，可以將有關(guān)數(shù)據(jù)通過可視化操作直觀地展現(xiàn)出來，并根據(jù)相應(yīng)的大氣環(huán)境情況開展相關(guān)活動(dòng)。

（二）收集監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

在監(jiān)測(cè)大氣環(huán)境過程中，需要將有關(guān)數(shù)據(jù)收集和記錄下來并建立監(jiān)測(cè)檔案。這些檔案信息要方便相關(guān)人員查閱，以便氣象專家和污染防治專家能夠通過查閱檔案資料，對(duì)同時(shí)期的大氣環(huán)境信息進(jìn)行對(duì)比研究，進(jìn)而全面了解當(dāng)?shù)氐拇髿猸h(huán)境在不同階段的變化情況。在傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)收集和記錄工作中，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)記錄工作十分繁雜，工作人員需要通過實(shí)地讀取監(jiān)測(cè)站內(nèi)信息，但是監(jiān)測(cè)站往往設(shè)置在城市的不同地區(qū)，有的站點(diǎn)設(shè)置在偏遠(yuǎn)的城市郊區(qū)或農(nóng)村，不利于工作人員讀取相關(guān)數(shù)據(jù)；某些監(jiān)測(cè)站點(diǎn)通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)對(duì)檢測(cè)中心的實(shí)時(shí)傳回，但傳回的數(shù)據(jù)往往沒有經(jīng)過篩選，數(shù)據(jù)質(zhì)量良莠不齊，而且還需要工作人員用電腦或者記錄本將相關(guān)數(shù)據(jù)登記在冊(cè)。大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的出現(xiàn)能夠改變這種狀況，通過大數(shù)據(jù)解析技術(shù)將相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和整理，不僅能夠提高工作效率而且能夠提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和有效性，大大減少了工作量，調(diào)取相關(guān)數(shù)據(jù)也十分便捷。在大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)的全流程中，數(shù)據(jù)的收集和記錄最繁瑣，但也是最基礎(chǔ)、最重要的工作。只有通過精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)采集才能分析出具有實(shí)用價(jià)值的信息[2]。

（三）整理監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

通過分析大氣環(huán)境在不同階段的參數(shù)，找出大氣環(huán)境變化規(guī)律，進(jìn)而為政府相關(guān)部門提供針對(duì)性的大氣環(huán)境治理建議，最終服務(wù)于廣大人民群眾的生產(chǎn)生活是大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)的主要目的。因此，需要對(duì)收集和記錄的大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘和整理，分析其中的聯(lián)系和變化規(guī)律，預(yù)測(cè)下一階段大氣環(huán)境的變化。不同地區(qū)城市規(guī)模、季風(fēng)、日照、溫度等因素不盡相同，所以大氣環(huán)境變化規(guī)律也不會(huì)完全一樣，為確保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性和有效性，工作人員往往也會(huì)監(jiān)測(cè)相關(guān)參數(shù)，此種情況導(dǎo)致了工作量的大幅增加。運(yùn)用大數(shù)據(jù)解析技術(shù)，將相關(guān)的解析標(biāo)準(zhǔn)輸入到大數(shù)據(jù)解析平臺(tái)中，可以將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行挖掘和整理，同時(shí)將大氣環(huán)境數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)和解析系統(tǒng)相連接，可以對(duì)不同地域不同時(shí)間段的大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和挖掘。將各種氣象方程輸入到解析系統(tǒng)中，工作人員就可以有效分析相關(guān)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)大氣環(huán)境的監(jiān)測(cè)和解析。

（四）預(yù)測(cè)大氣環(huán)境

對(duì)大氣監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、記錄、整理和挖掘后，工作人員會(huì)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)律和聯(lián)系的總結(jié)，然后通過相關(guān)模型對(duì)接下來一段時(shí)間內(nèi)的大氣環(huán)境進(jìn)行預(yù)測(cè)。傳統(tǒng)的預(yù)測(cè)工作十分困難和復(fù)雜，需要進(jìn)行一系列數(shù)據(jù)輸入和計(jì)算，大量數(shù)據(jù)為計(jì)算工作造成了困難。在進(jìn)行大數(shù)據(jù)解析工作的軟件開發(fā)時(shí)，需要科學(xué)、合理的編程，為保證預(yù)測(cè)結(jié)果的科學(xué)性和有效性，需要將各類氣象公式代入到編程方案中。通過實(shí)地調(diào)研和當(dāng)?shù)氐臍夂驍?shù)據(jù)庫(kù)將本地的氣候數(shù)據(jù)也錄入到編程方案中，充分考慮到能夠影響大氣環(huán)境變化的全部因素，為相關(guān)工作人員提供客觀的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)。

（五）建立預(yù)警平臺(tái)

在大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)過程中，工作人員可以通過大數(shù)據(jù)解析技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大氣環(huán)境數(shù)據(jù)，并通過科學(xué)的預(yù)報(bào)預(yù)警平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)本區(qū)域內(nèi)大氣環(huán)境的精準(zhǔn)分析?；诖朔N技術(shù)方案，相關(guān)工作人員可以將大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和大數(shù)據(jù)解析系統(tǒng)相結(jié)合，并依托人工智能、5G等技術(shù)，構(gòu)建空氣污染預(yù)警平臺(tái)，及時(shí)發(fā)布大氣環(huán)境狀況，并對(duì)異常的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)做到及時(shí)報(bào)警、及時(shí)處理。想要建立快速、高效的預(yù)警平臺(tái)，需要將大數(shù)據(jù)解析技術(shù)和預(yù)警信息發(fā)布系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合起來，利用大數(shù)據(jù)系統(tǒng)對(duì)氣候監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和整理，將各種分析處理結(jié)果發(fā)布出去。為了保證該系統(tǒng)的智能化程度和結(jié)果的科學(xué)精準(zhǔn)，預(yù)測(cè)完成后，需要對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行多輪的專家檢驗(yàn)，并根據(jù)專家的建議對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行系統(tǒng)性調(diào)整。伴隨著科學(xué)的進(jìn)步和居民生活水平的提高，人們可以通過各互聯(lián)網(wǎng)終端和手機(jī)軟件接收到天氣預(yù)報(bào)信息和大氣環(huán)境信息，加強(qiáng)大氣質(zhì)量預(yù)警平臺(tái)和各互聯(lián)網(wǎng)終端及手機(jī)軟件的結(jié)合，方便居民和企業(yè)了解相關(guān)大氣情況，指導(dǎo)其及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)生活安排[3]。

（六）建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)體系

一段時(shí)間以來，大氣污染呈現(xiàn)出擴(kuò)散性和動(dòng)態(tài)性等特征，如果大氣監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)沒有將城市的周邊區(qū)域數(shù)據(jù)錄入進(jìn)去，而只是監(jiān)測(cè)主城區(qū)內(nèi)大氣數(shù)據(jù)，這種監(jiān)測(cè)模式所得的數(shù)據(jù)是不夠全面和動(dòng)態(tài)的，雖然能夠保證固定的時(shí)間節(jié)點(diǎn)大氣監(jiān)測(cè)效果的精準(zhǔn)，但大氣活動(dòng)呈現(xiàn)出動(dòng)態(tài)性的特征，短時(shí)間內(nèi)的大氣劇烈運(yùn)動(dòng)會(huì)超出監(jiān)測(cè)范圍，造成結(jié)果不夠精準(zhǔn)。在大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)中，依托大數(shù)據(jù)技術(shù)建立物聯(lián)網(wǎng)體系，將各種監(jiān)測(cè)傳感器連接起來及時(shí)地將各種監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳給物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，傳感器的位置和數(shù)量直接決定大氣監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)程度并決定物聯(lián)網(wǎng)的覆蓋范圍。相關(guān)工作人員在設(shè)置監(jiān)測(cè)站點(diǎn)時(shí)要深入一線進(jìn)行實(shí)地考察，在位置最佳的地點(diǎn)設(shè)置監(jiān)測(cè)站，并合理確定監(jiān)測(cè)器的數(shù)量。

四、結(jié)論

綜上所述：在大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)中運(yùn)用大數(shù)據(jù)解析技術(shù)，能夠提高監(jiān)測(cè)質(zhì)量并提高相關(guān)部門的預(yù)警能力和執(zhí)行能力。本文通過分析在大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)中運(yùn)用大數(shù)據(jù)解析的意義和優(yōu)勢(shì)，闡述了其具體的運(yùn)用范圍。希望通過本文的闡述，能夠提升我國(guó)大氣監(jiān)測(cè)水平，促進(jìn)我國(guó)環(huán)境質(zhì)量提升。

相關(guān)鏈接

環(huán)境監(jiān)測(cè),是指環(huán)境監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)環(huán)境質(zhì)量狀況進(jìn)行監(jiān)視和測(cè)定的活動(dòng)。環(huán)境監(jiān)測(cè)是通過對(duì)反映環(huán)境質(zhì)量的指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)視和測(cè)定，以確定環(huán)境污染狀況和環(huán)境質(zhì)量的高低。環(huán)境監(jiān)測(cè)的內(nèi)容主要包括物理指標(biāo)的監(jiān)測(cè)、化學(xué)指標(biāo)的監(jiān)測(cè)和生態(tài)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)。

環(huán)境監(jiān)測(cè)（environmental monitoring ），是科學(xué)管理環(huán)境和環(huán)境執(zhí)法監(jiān)督的基礎(chǔ)，是環(huán)境保護(hù)必不可少的基礎(chǔ)性工作。環(huán)境監(jiān)測(cè)的核心目標(biāo)是提供環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀及變化趨勢(shì)的數(shù)據(jù)，判斷環(huán)境質(zhì)量，評(píng)價(jià)當(dāng)前主要環(huán)境問題，為環(huán)境管理服務(wù)。

環(huán)境監(jiān)測(cè)就是運(yùn)用化學(xué)、物理、生物、醫(yī)學(xué)、遙測(cè)、遙感、計(jì)算機(jī)等現(xiàn)代科技手段監(jiān)視、測(cè)定、監(jiān)控反映環(huán)境質(zhì)量及其變化趨勢(shì)的各種標(biāo)志數(shù)據(jù)，從而對(duì)環(huán)境質(zhì)量作出綜合評(píng)價(jià)的學(xué)科。