大數(shù)據(jù)技術在生態(tài)環(huán)境領域的應用

劉 偉

（南昌市生態(tài)環(huán)境污染防治中心，江西 南昌 330000）

引言

伴隨著社會發(fā)展水平的逐漸提高，大數(shù)據(jù)技術作為一種實用性較為突出的現(xiàn)代化技術已經(jīng)被應用到各個行業(yè)領域當中，不僅便捷了人們的生活，而且也為部分工作領域的發(fā)展變革帶來了蓬勃生機。將大數(shù)據(jù)技術融入生態(tài)環(huán)境領域之中，順應了生態(tài)環(huán)境領域可持續(xù)發(fā)展的趨勢，有助于綠色開放理念更好地貫徹落實。文章以大數(shù)據(jù)技術為切入點，分析大數(shù)據(jù)技術在生態(tài)環(huán)境領域中的應用價值，并結合生態(tài)環(huán)境領域工作開展過程中面臨的問題，對未來大數(shù)據(jù)技術在該領域中的應用進行展望。

1 大數(shù)據(jù)技術概述

大數(shù)據(jù)技術是以信息化技術為基礎，能夠?qū)崟r、動態(tài)采集數(shù)據(jù)信息，并對數(shù)據(jù)信息進行分析、整合、應用的一類集成化技術。大數(shù)據(jù)技術的應用優(yōu)勢在于覆蓋面較廣、數(shù)據(jù)總量較大、數(shù)據(jù)信息更新速率較快?，F(xiàn)如今，許多行業(yè)的發(fā)展都開始汲取大數(shù)據(jù)技術的應用優(yōu)勢，以充分挖掘自身發(fā)展?jié)摿?，開辟更加有力的發(fā)展路徑。早在2013年，我國的生態(tài)環(huán)境領域就已經(jīng)著手開展有關大數(shù)據(jù)的研究。在過去的十年間，生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)管理工作機制日益完備、生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)組織保障體系持續(xù)優(yōu)化，以大數(shù)據(jù)為基礎的新型生態(tài)環(huán)境管理系統(tǒng)已經(jīng)初步生成。在將大數(shù)據(jù)技術應用于實際的過程中，通過運用大數(shù)據(jù)體系中有價值的信息，不僅能夠制定出可靠的工作決策，而且能夠提高工作效率和質(zhì)量[1]。從某種程度上來看，生態(tài)環(huán)境領域的發(fā)展離不開大數(shù)據(jù)技術的支持。結合現(xiàn)實情況來看，大數(shù)據(jù)技術的以下兩大功能應用頻率較高，適用范圍較廣。

其一，大數(shù)據(jù)采集技術。通常情況下，人們會將大數(shù)據(jù)采集技術與遙感技術、物聯(lián)網(wǎng)技術等進行有機結合，建立起覆蓋面較廣的監(jiān)測脈絡，以充分滿足全面監(jiān)測的需求。監(jiān)測過程中收集到的數(shù)據(jù)信息能夠為生態(tài)環(huán)境領域工作的開展提供有效參考。就目前情況來看，在我國的國土范圍內(nèi)已經(jīng)實現(xiàn)了地面監(jiān)測網(wǎng)絡的基本覆蓋，有關部門可通過監(jiān)測站實時獲取可靠的生態(tài)環(huán)境信息。

其二，大數(shù)據(jù)處理技術。大數(shù)據(jù)處理技術能夠充分滿足數(shù)據(jù)存儲、分析、整理、運用等多方面的需求，隨著相關技術的更新與完善，大數(shù)據(jù)技術的實用性功能也日益豐富。大數(shù)據(jù)處理技術在生態(tài)環(huán)境領域中的應用可以與系統(tǒng)建模和智能算法等輔助技術結合在一起，得出更加精準可靠的數(shù)據(jù)信息，為生態(tài)保護、環(huán)境管理等工作的有序推進提供可靠的參考依據(jù)。

2 大數(shù)據(jù)技術在生態(tài)環(huán)境領域中的應用價值分析

2.1 為環(huán)境保護工作的開展提供信息支持

在過去的數(shù)年中，許多地方大力促進經(jīng)濟的發(fā)展，卻未能理清發(fā)展思路，長期忽視環(huán)境保護工作，對生態(tài)環(huán)境造成了極為不利的影響。現(xiàn)如今，國家和政府給予了環(huán)境保護工作高度的重視，而環(huán)境保護工作涉及的內(nèi)容較為繁雜，在實踐中會受到多重外界因素的干擾。如果相關部門工作人員在對自然環(huán)境情況缺乏足夠了解的狀況下，完全依賴于經(jīng)驗和推測落實環(huán)境保護工作，不僅無法收獲預期的效果，甚至會適得其反，事倍功半。在大數(shù)據(jù)技術的幫助下，環(huán)境保護領域的工作人員獲得了暢通的信息獲取渠道，在系統(tǒng)性、全面性信息資料的支持下，能夠更加充分地了解生態(tài)環(huán)境的發(fā)展現(xiàn)狀，明確生態(tài)環(huán)境保護工作的側重點。以生態(tài)環(huán)境部數(shù)據(jù)資源中心開展的國家生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)建設與應用工作為例，不僅能夠?qū)⒍喾N多樣的環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)納入其中，而且能夠滿足生態(tài)環(huán)境主管部門與政府部門進行信息交互的需求[2]。有了大數(shù)據(jù)技術的支持，工作人員的工作壓力明顯減輕，工作效率有所提高，環(huán)境保護工作開展的有效性得到了更加充分的保障。

2.2 滿足生態(tài)環(huán)境保護工作的前瞻性需求

受到物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展思維的影響，大數(shù)據(jù)的使用功能日益豐富。生態(tài)環(huán)境部門的工作人員可以靈活運用大數(shù)據(jù)所具備的信息挖掘和信息共享功能，在相應的范圍內(nèi)高質(zhì)、高效地完成信息交互，合理壓縮工作量，避免出現(xiàn)管理空白或任務重疊等問題，盡可能地提高現(xiàn)有資源的利用率。進行數(shù)據(jù)整合后所得到的信息可為環(huán)境保護工作的有序推進指引正確的方向，預判未來一段時間內(nèi)可能發(fā)生的問題，從而引導相關工作人員適當?shù)卣{(diào)整環(huán)境保護工作的內(nèi)容。值得一提的是，大數(shù)據(jù)推算所得的數(shù)據(jù)信息也能夠成為污染預防工作開展所需的借鑒資料，便于環(huán)境保護部門及時干預處理，將環(huán)境保護問題帶來的負面影響壓縮至最低。

2.3 降低環(huán)境保護工作不必要的成本損耗

受傳統(tǒng)工作思路的影響，生態(tài)環(huán)境保護工作開展過程中運用到的各類信息主要由專業(yè)技術人員提供，如果相關工作人員未能及時更新信息或在信息錄入的過程中出現(xiàn)了誤差，后續(xù)工作的開展也將舉步維艱。而在大數(shù)據(jù)技術出現(xiàn)之后，信息資料能夠在脫離人工管理的情況下實時更新，并根據(jù)相應的數(shù)據(jù)信息調(diào)取需求，對信息進行分類整合，降低了人力資源與時間成本的浪費。相關工作人員的日常工作不再局限于資料獲取環(huán)節(jié)之中，而是可以運用更加豐富的資料信息作出更加客觀合理的決策，為生態(tài)環(huán)境建設保駕護航。大數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)還能夠在發(fā)現(xiàn)可疑信息時定位異常情況的發(fā)生區(qū)域，有針對性地采取相應的執(zhí)法手段規(guī)避環(huán)境違法行為的出現(xiàn)。

3 生態(tài)環(huán)境領域工作開展過程中存在的普遍性問題

立足于當前階段生態(tài)環(huán)境保護工作開展的實際情況來看，生態(tài)環(huán)境領域制定的各項工作計劃正在逐步推進，管理、保護以及執(zhí)法領域的密切配合使得生態(tài)環(huán)境保護取得了較為突出的發(fā)展成果。自黨的二十大會議召開以來，許多地方政府紛紛學習二十大中有關環(huán)境保護的內(nèi)容，制定并推行相應的政策法規(guī)，使得生態(tài)環(huán)境保護工作獲得了更加充足的資源支持。但與此同時，經(jīng)濟發(fā)展、城市化建設與環(huán)境保護領域存在的矛盾始終存在，這在無形當中成為生態(tài)環(huán)境領域工作推進過程中面臨的阻礙。

首先，生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)內(nèi)部存在著千絲萬縷的聯(lián)系，無論哪一部分出現(xiàn)異常，都可能會對其他部分造成負面影響，例如，土壤污染可能會誘發(fā)水體污染，影響農(nóng)業(yè)種植。環(huán)境污染問題既可能是人類活動所導致的，也可能是不可抗力所導致的，部分環(huán)境問題存在著明顯的不可控性，僅憑生態(tài)環(huán)境領域相關工作人員的觀測很難充分掌握動態(tài)化的環(huán)境問題，生態(tài)環(huán)境領域急需具備實用性的監(jiān)測手段及時獲取污染物動態(tài)變化信息[3]。但結合現(xiàn)實情況來看，雖然有許多的先進技術被應用于動態(tài)監(jiān)測領域之中，但適用領域、應用效果卻仍然無法得到充足保障。

其二，生態(tài)環(huán)境執(zhí)法是生態(tài)環(huán)境領域開展生態(tài)保護工作的主要手段之一。但在執(zhí)法工作開展的過程中卻面臨著諸多問題，包括但不限于工作人員數(shù)量不足、監(jiān)管工作的開展難度較大、政策法規(guī)的落實力度不足等。部分企業(yè)雖然存在影響環(huán)境質(zhì)量的違規(guī)行為，執(zhí)法人員卻無法及時獲取有效信息，導致執(zhí)法工作開展的有效性大幅度降低。

其三，生態(tài)環(huán)境保護部門雖然能夠做到運用多種多樣的技術和方法降低污染問題帶來的不良影響，但是普遍側重于環(huán)境污染問題發(fā)生后的治理，雖然能夠在有限的范圍內(nèi)挽回損失，但是仍然無法根除隱患。生態(tài)環(huán)境領域急需可靠的預警機制，用于改善在環(huán)境保護、管理以及執(zhí)法工作開展過程中存在的滯后性問題，從而及時獲得有效的信息反饋，為后續(xù)各項決策的制定和落實提供客觀指引。

4 大數(shù)據(jù)技術在生態(tài)環(huán)境領域中應用的建議和展望

4.1 建立環(huán)境污染變化監(jiān)控系統(tǒng)

大數(shù)據(jù)技術與生態(tài)環(huán)境領域之間的融合越來越深入，許多專門為生態(tài)環(huán)境領域發(fā)展開發(fā)的輔助技術取得了有效的應用成果。從某種程度上來看，大數(shù)據(jù)技術與生態(tài)環(huán)境領域之間的契合度越來越高，生態(tài)環(huán)境感知大數(shù)據(jù)獲取能力也在逐漸進步。從長遠發(fā)展的角度上來看，無論是國家還是地方都應當持續(xù)優(yōu)化監(jiān)測能力建設，靈活運用遙感監(jiān)測技術、土地利用動態(tài)監(jiān)測技術等技術手段，獲取更加全面、可靠的數(shù)據(jù)信息，并在已有的基礎之上增加監(jiān)測布點的數(shù)量，汲取更多遙感數(shù)據(jù)的支持，夯實大數(shù)據(jù)在生態(tài)環(huán)境領域中的應用基礎。以水污染治理工作的開展為例，相關部門可以在河流周圍安裝傳感器，根據(jù)傳感器對水質(zhì)情況監(jiān)測所得的信息，在進行深層分析后，建立與河流對應的模型，使相關工作人員能夠及時了解水文環(huán)境的破壞情況，從而根據(jù)評估結果制定與水污染治理工作開展需求相匹配的治理方案，達到更優(yōu)的治理效果。在進行空氣質(zhì)量的檢查時，大數(shù)據(jù)技術可作為收集環(huán)境氣象信息的技術手段，幫助相關工作人員掌握大氣環(huán)境中的污染物種類、分布密度和運動頻率，從而對于短期內(nèi)的空氣污染情況進行預測，使相關部門能夠采用行之有效的手段對空氣排污量加以管控，降低污染帶來的負面影響。相關部門同時也可以將運用大數(shù)據(jù)監(jiān)測到的空氣質(zhì)量信息面向社會公眾公開，使社會公眾能夠充分認識到環(huán)境保護工作的重要性，以及個人在環(huán)境保護工作開展過程中所發(fā)揮的作用，從而不斷強化環(huán)境保護意識，為生態(tài)環(huán)境保護工作的開展注入源源不斷的動力。

4.2 構建一體化碳監(jiān)測評估體系

在工業(yè)領域生產(chǎn)與發(fā)展水平逐年進步的大背景下，碳排放問題受到了社會各界更高的關注。無論是工業(yè)生產(chǎn)、產(chǎn)品運輸，還是產(chǎn)品使用和回收都可能成為增加溫室氣體排放量的原因。盡管有關部門已經(jīng)明確了減污降碳工作的開展要求，但如何將規(guī)范要求落實于實際，仍然是值得生態(tài)環(huán)境領域全面審視的問題?？茖W合理地運用大數(shù)據(jù)技術，建立起碳監(jiān)測評估體系，對于溫室氣體的排放進行監(jiān)測和研究，有助于強化相關規(guī)范的執(zhí)行效果。企業(yè)可以運用大數(shù)據(jù)技術計算得出有效的溫室氣體排放數(shù)據(jù)，有關部門也可以運用大數(shù)據(jù)對城市大氣溫室氣體進行監(jiān)測。有了大數(shù)據(jù)技術的支持，監(jiān)測網(wǎng)絡體系能夠在現(xiàn)有的基礎之上進行更新和完善，生態(tài)環(huán)境領域可以靈活開展區(qū)域大氣溫室氣體濃度一體化監(jiān)測，對于重點區(qū)域同步開展階段性變化監(jiān)測以及生態(tài)系統(tǒng)固碳監(jiān)測，從而達到更優(yōu)的減排效果，穩(wěn)定氣候變化情況。

4.3 形成統(tǒng)一化數(shù)據(jù)信息收集標準

結合過去數(shù)年間大數(shù)據(jù)技術在生態(tài)環(huán)境領域應用的實際情況來看，大數(shù)據(jù)技術之所以未能充分發(fā)揮其實用性功能，一個最主要的原因就在于生態(tài)環(huán)境保護領域未能建立起統(tǒng)一化的數(shù)據(jù)收集標準。為了有效提高數(shù)據(jù)信息的利用率，需要以統(tǒng)一化的數(shù)據(jù)標準作為支持，在各環(huán)境保護單位內(nèi)部建立起暢通的信息渠道，實現(xiàn)信息資源的高效共享，盡可能地避免在信息收集和整理過程中出現(xiàn)重復勞動的情況。舉例來說，在收集某一地區(qū)的環(huán)境數(shù)據(jù)信息時，可以將數(shù)據(jù)信息錄入到大數(shù)據(jù)系統(tǒng)中，獲知其他地區(qū)在治理同類問題時采用的技術方法。通過深入分析生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)背后潛藏的價值規(guī)律，有助于生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)中涉及的各個方面進行要素關聯(lián)，為污染溯源、碳排放測算、環(huán)境預測預警等工作的落實提供可靠依據(jù)，為環(huán)境監(jiān)管與決策提供可靠的技術支持。

4.4 暢通環(huán)境保護公眾信息渠道

大數(shù)據(jù)技術雖然具備突出的應用優(yōu)勢，但其在生態(tài)環(huán)境領域的應用過程中時常會出現(xiàn)數(shù)據(jù)信息與現(xiàn)實情況不符的現(xiàn)象。舉例來說，在河水流量數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出明顯的下降趨勢時，未必完全與生態(tài)問題有關，也有可能是受到河流所在地農(nóng)牧產(chǎn)業(yè)發(fā)展的影響。換言之，大數(shù)據(jù)信息體系中涵蓋的信息數(shù)據(jù)未必能夠充分反映環(huán)境情況，想要實時獲取精準可靠的數(shù)據(jù)信息，不僅要求環(huán)境保護部門的相關工作人員能夠及時錄入補充信息，還需要社會公眾踴躍參與其中，提供可靠的信息反饋。暢通社會公眾信息交互渠道，及時收集民情信息，并將其反饋在大數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)之中，便于相關工作人員及時獲取有效的環(huán)境數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)信息開展精細化管理，為環(huán)境保護工作的開展提供相應的信息工具。信息循環(huán)渠道的存在也使得社會公眾成為生態(tài)環(huán)境保護工作開展過程中的監(jiān)督者，一旦相關部門出現(xiàn)執(zhí)法力度不足、管理方法不當?shù)葐栴}，社會公眾可根據(jù)自己掌握的情況在線上平臺進行匿名反饋，從而杜絕隨意執(zhí)法、暴力執(zhí)法等問題的發(fā)生。

4.5 創(chuàng)新生態(tài)環(huán)境保護執(zhí)法方式

執(zhí)法工作的開展對危害生態(tài)環(huán)境的行為產(chǎn)生了強有力的約束。面對當前階段較為嚴峻的生態(tài)環(huán)境保護執(zhí)法形勢，相關部門可以充分運用大數(shù)據(jù)技術，建立大數(shù)據(jù)與監(jiān)察管理相結合的新型執(zhí)法模式。生態(tài)環(huán)境執(zhí)法管理部門可以將法律法規(guī)、國家政策以及地方性的環(huán)保政策轉(zhuǎn)化為電子形式，并根據(jù)實際情況進行條目分類，在需要使用的場景下，執(zhí)法人員可以在信息系統(tǒng)中隨時查閱并應用信息，為違法行為的治理和現(xiàn)場檢查工作的開展提供法規(guī)和政策支持。與此同時，相關部門還可以在區(qū)域范圍內(nèi)構建環(huán)境監(jiān)察執(zhí)法管理圖，將不同類型的生態(tài)系統(tǒng)納入管理圖紙中，隨時掌握污染源的分布情況，了解執(zhí)法管理工作取得的成效。環(huán)境保護大數(shù)據(jù)監(jiān)測與GIS的結合運用還能夠發(fā)揮顯著的數(shù)據(jù)應用功能，實時更新執(zhí)法業(yè)務數(shù)據(jù)，相關部門不僅能夠掌握執(zhí)法數(shù)據(jù)信息，還可以查閱執(zhí)法人員數(shù)據(jù)、執(zhí)法分布范圍、污染源停留時間等執(zhí)法信息，從而切實提高管理效能。

5 結論

綜上所述，生態(tài)環(huán)境與廣大人民群眾的切身利益息息相關。人類社會的變遷和經(jīng)濟發(fā)展水平的進步導致了較為嚴重的環(huán)境污染問題。以往生態(tài)環(huán)境領域各類工作的開展完全依賴于人工獲取信息，信息的更新頻率較低，實用性也無法得到保障。未來，生態(tài)環(huán)境領域應當為大數(shù)據(jù)開辟足夠廣闊的生存土壤，讓大數(shù)據(jù)成為人類生態(tài)環(huán)境保護工作開展過程中的有力武器，建立環(huán)境污染變化監(jiān)控系統(tǒng)，構建一體化碳監(jiān)測評估體系，形成統(tǒng)一化的數(shù)據(jù)信息收集標準，暢通環(huán)境保護公眾信息渠道，創(chuàng)新生態(tài)環(huán)境保護執(zhí)法方式，為生態(tài)環(huán)境保護工作的開展增效賦能，為可持續(xù)發(fā)展理念的貫徹落實奠定堅實的技術基礎，也為人與自然的和諧共生創(chuàng)造穩(wěn)定的發(fā)展空間。