大數據視閾下對城市污染防治的研究

李豐帆

摘 要 大數據時代到來了。隨著步入信息化社會，社會經濟的迅速發展，城市污染問題將日益顯現出來，城市污染防治將顯得尤為重要。本文通過對大數據的研究，在大數據“4V”特征的基礎上，闡釋大數據的基本概念，分析時下城市發展所帶來的普遍的污染問題，對比傳統的城市污染防治的方式，引入信息時代下利用大數據對城市污染的防治，從而實現生態城市建設。

關鍵詞 大數據 城市污染 污染防治 生態城市

中圖分類號：X51 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2016.12.075

Abstract The big data age is coming. With the information society development， the rapid development of social economy， urban pollution problem will be increasingly apparent， urban pollution prevention is particularly important. In this paper， based on the research of the big data and the "4 v" characteristics， I will describe the interpretation of the basic concept of the big data. Widespread pollution brought by the analysis of the current urban development issues， compared to the traditional way of urban pollution prevention， the introduction of information era under the use of big data of urban pollution prevention and control， so as to realize the ecological city construction.

Keywords big data； urban pollution； pollution prevention； ecological city

1 什么是大數據

在信息化高速發展的今天，所有的事物都被數據化，小到個人的信息大到整個社會整個世界。大數據（Big Data），顧名思義又叫巨量資料，是指需要新處理模式才能具有更強的決策力、洞察力和流程優化能力的海量、高增長率和多樣化的信息資產。當看到電影《駭客帝國》中由代碼組成的世界時，或許應該承認，在不久的將來那就是大數據發展所帶給我們每一個人理解世界的另一個角度。

大數據技術，在當下數據的收集與整合上日益顯示出其驚人的經濟價值，逐漸顯示出“三分靠技術，七分靠數據，得數據者得天下”的真言。與過去傳統的磁帶或者紙質的記錄數據的形式相比，當今的大數據展現其巨大的價值性在于其在線性。阿里巴巴占據市場有利地位不僅僅在于其占有著龐大的數據集，而且還在于通過網絡的云計算等方式的在線性，計算機之間密切的連通性，可以根據自己的需求進行統計，然后根據統計做出預測。

維克托·邁爾·舍恩伯格在他的《大數據時代》中提出大數據的“4V”的特點：Volume（大量）、Velocity（高速）、Variety（多樣）、Value（價值）。或者說其特點有四個層面：第一，數據體量巨大。第二，數據類型繁多。第三，價值密度低，商業價值高。第四，處理速度快。最后這一點也是和傳統的數據挖掘技術有著本質的不同。

1.1 數據體量巨大

計算機的運用將整個地球聯系到了一起，使世界變成一個地球村，而大數據將世界變成了一個地球屋。互聯網信息時代數據的積累以及BI、數據倉庫、人工智能等技術的流行，使得人們考慮問題的方式已經發生變化，接下來我們要做的只有接受數據時代，擁抱大數據時代。計算機的廣泛應用，使得每一個人的生活都離不開計算機，難以想象將一個人的所有電子產品沒收，是一幅怎么樣的生活場景，或許只能回歸遠古的原始社會了。而在網絡中的每一個行為都會為整個大數據集的形成貢獻力量。

1.2 數據種類繁多

無處不在的大數據：各種云計算，谷歌的神通，亞馬遜的推送，天涯人肉，微博等等，我們掌握了新的工具，也獲取了以前從未有過的各種信息。大數據拉近了我們與現實的距離，“地球村”變成了“地球屋”，仿佛所有人所有事物都觸手可及，在海量的網絡信息中隨意獲取某人的網絡日志，能夠推測出這個人的生活習慣，通過網絡中的視頻、圖片就能夠得知拍攝的環境，應用最為廣泛的且相對成熟的GPS定位系統以及實時監測系統，有效地實時監測反饋交通狀況，方便出行。

1.3 價值密度低，商業密度高

大數據時代為社會發展集聚海量的信息，而這個信息并非是單獨就能給企業、政府或者個人產生巨大的價值。總是需要對數據進行有效收集整理，然后進行分析，從而達到預測的功能。一旦某一主體占據了大數據，就掌握了大數據時代的主動權，企業能夠根據數據預測下一階段的經濟走向、資本投放，政府則會預測適宜的政策，就會產生巨大的價值。

1.4 處理速度快

大數據最核心的價值就是在于對于海量數據進行存儲和分析。相比起現有的其他技術而言，大數據的“廉價、迅速、優化”這三方面的綜合成本是最優的。大數據的在線性決定了在任何時候借助計算機就能夠迅速的分析出重要的信息，迅速做出科學預測，以便采取最科學的措施。

大數據令人著迷的地方在于用“科學”的辦法挑戰了“預測學”，幫助人們發現未知，幫人們進行決策。維克托·邁爾·舍恩伯格在他的《大數據時代》中通過列舉啤酒與尿布的例子，來強調“大數據不是因果關系，而是相關關系，相關關系比因果關系更重要”以及“在大數據時代已經到來的時候要用大數據思維去發掘大數據的潛在價值”。書中，作者提及最多的是Google如何利用人們的搜索記錄挖掘數據二次利用價值，比如預測某地流感爆發的趨勢；Amazon如何利用用戶的購買和瀏覽歷史數據進行有針對性的書籍購買推薦，以此有效提升銷售量。而今，大數據也在防治城市污染方面有著巨大的潛力。

2 城市環境污染現狀分析

環境污染是指人類直接或間接地向環境排放超過其自凈能力的物質或能量，從而使環境的質量降低，對人類的生存與發展、生態系統和財產造成不利影響的現象。具體包括：水污染、大氣污染、噪聲污染、固體廢棄物污染等。

2.1 水污染

水污染是指水體因某種物質的介入，而導致其化學、物理、生物或者放射性污染等方面特性的改變，從而影響水的有效利用，危害人體健康或者破壞生態環境，造成水質惡化的現象。水污染是我國面臨的亟待解決的環境問題之一。人類的生存發展需要多種資源的支撐，水資源作為自然資源的一種，對人類的生存發展具有極其重要的作用。人類的生存離不開水，人的身體內的水分約占體重的60%—70%。人類的城市生產生活離不開水，工業生產需要用水。我國水資源總量豐富，但是人均占有量極少，城市化的進程之中，對水污染現象頻發，水質性缺水也是導致城市發展、社會進步的一大障礙。

2.2 大氣污染

大氣污染是指空氣中污染物的濃度達到有害程度，以致破壞生態系統和人類正常生存和發展的條件，對人和生物造成危害的現象。工業廢氣的任意排放不斷加劇大氣中二氧化硫、煙塵和粉塵，汽車尾氣的排放加重了大氣中一氧化氮、氧化氮的比重，造成空氣質量下降，對人體造成巨大危害。近年中國大部分城市頻發的霧霾現象，就是人類破壞生態環境之后，大自然對人類的報復。霧霾持續的天數逐漸增加，霧霾使道路能見度不斷降低，防霾口罩成為必備，人類已經在承受著身體透不過氣的壓力，防治大氣污染就十分重要。

2.3 噪聲污染

噪聲污染是指所產生的環境噪聲超過國家規定的環境噪聲排放標準，并干擾他人正常工作、學習、生活的現象。高速公路上車輛行駛、火車經過的沿途以及城市施工地的噪聲污染遠遠高于城市地區。安裝在高級賓館、大型商場、辦公樓、寫字樓的中央空調、冷卻塔等設備，眾多餐飲業安裝的抽油煙機、鼓風機、排氣扇，以及住宅區周邊運營的歌舞廳、卡拉OK廳等等都會加重城市的噪聲污染。

2.4 固體廢棄物污染

城市給人們的生產生活帶來便利，帶來更多的就業機會，越來越多的人涌向城市，人口增多相應的帶來生活垃圾、工業垃圾、建筑垃圾以及市政垃圾常量越來越多。中國的許多城市在處理城市垃圾的方式并不科學，導致許多城市出現“垃圾圍城”的現象。中國在治理城市垃圾方面也投入了巨大的資金，但效果并不是非常的好。所以，清理城市垃圾，讓城市變得干凈是擺在人們面前的一大難題。

面對如此嚴峻的城市污染問題，促使人類積極尋找解決措施，在充分發揮好傳統的城市污染防治措施的同時，應該借助信息時代下科學技術的應用，發展大數據集為城市污染防治提供更科學更先進的解決措施。

3 大數據時代下重新反思城市污染防治

3.1 傳統的城市污染防治措施的不足

3.1.1 政府監督力度不夠

在資源利用方面，市場是資源配置的主要手段，而政府的宏觀調控作為補充。但是在城市污染防治方面，政府則應擔當起重要的角色。放任市場自己來配置污染物排放，只會導致城市污染更加嚴重，人類的生態環境破壞的變本加厲。政府對企業、社區的污染物排放的監管力度不夠，也沒有利用信息技術實時監控城市水資源的質量、空氣質量、噪聲源以及固體污染物的走向，體現在政府通過民主程序制定了各社會主體的污染物排放標準之后，放置行政人員去實施，往往在污染事件發生、周圍居民舉報之后，政府制定相應的應急預案，采取措施，事后補救。這種行為通常加重城市環境的負擔，在城市環境突破臨界點之后，再有效的措施，也只能是補救。

3.1.2 企業不斷更新生產技術，忽略生產數據

工廠企業為了獲取市場競爭力，調整產業結構，提高資源的利用率，減少污染物的排放。在水污染治理上，改善污水處理系統，污水處理技術不再局限于二級處理或消毒處理，甚至利用生物處理技術治理城市污水。在噪聲污染方面，加厚噪聲源的隔音屏障，雖然對噪聲起到削弱作用，但仍舊是治標不治本。而許多大城市面對不斷持續的霧霾天氣，人類能做的只是等風來。忽略生產數據，不僅僅使得整個生產過程喪失污染檢測的工具，還喪失了對城市污染預測的有效手段。

3.1.3 個人應該重視環境數據的可靠性

城市是居民所賴以生活的家園，一旦爆發污染性事件，對人們內心產生的恐慌是不能僅僅憑借政府的紙面文字告知環境并無生存威脅所能安撫的。居民應該善于利用質檢單位公布的質檢報告，利用數據來分析自己生存的環境是否對自己的生存造成威脅。

3.2 大數據時代為城市污染治理帶來的有利條件

3.2.1 政府利用大數據加強對污染物排放的監管

過去傳統的“先污染，后治理”的監管措施已經不再適應當下脆弱的生態環境。城市生態所能容納的人口以及污染物都是有限的。政府應該充分利用信息技術，制作政府系統內部的大數據集，對污染物排放量巨大的工廠企業所采購的原材料進行登記備案，計入大數據，利用大數據技術進行分析，對采購的原材料的材質可能對環境造成的污染程度進行預測，通過臨檢或者征收排污稅的方式對工廠企業進行監督；對城市人口聚居進行統計，結合城市內部各大商場、超市購物結算系統，對每一戶的買入的商品所產生的垃圾、廢棄物進行分（下轉第181頁）（上接第158頁）析，根據計算機給定的分析結果，可以確定設置在住宅區垃圾箱的種類以及數量，以及確定需要征收的垃圾處理費的數額；對城市建筑施工單位，以及建筑物空調、制冷器，餐館的抽油煙機，以及道路上的汽車流量和火車流量進行數據統計，合理地規劃住宅用地。可見，當城市所有的一切都被當成數據，會是一個巨大的數據集，該數據集中種類繁多，單個數據的價值可能不能彰顯，但是，一旦利用好大數據技術等信息技術，這些數據將會產生巨大的社會價值，為整個城市的污染防治產生巨大的作用，從而建設綠色環保的生態城市。

3.2.2 工廠企業利用大數據調控生產和銷售的方向，促進產業轉型

過去，企業根據評估自己的生產的投入產出比來確定自己企業內部的生產技術和設備的利用效率。現在，利用大數據，企業可以統計所有產品的去向，以及通過數據收集城市所在的地區的銷售去向，來分析企業轉型的方向。再根據商品成分的數據分析，確定污染物排放超標的產品，從而在未來的企業發展中減少該產品的生產，甚或將其逐漸淘汰。污水廠可以結合商場、超市購物結算系統數據統計分析，每一區域的污水中含有的污染物的比重，通過分析污水成分，選取最適應的污水處理方案；同樣，垃圾處理廠也可以制定出最科學的垃圾處理方案，將固體廢棄物科學降解，將有利用價值的垃圾變廢為寶。

3.2.3 個人關注官方環境污染數據分析，做好預防工作

天氣預報作為首先成熟起來的較之可靠的數據資源，為人類的生產生活帶來極大的便利。近年，逐漸成熟的空氣質量檢測對城市居民的大氣污染預防起了有效作用。像北京這樣的大城市，霧霾是困擾這個城市的重要問題。政府通過監測PM2.5指數來預測霧霾的發生。城市居民可以利用這個監測指數以及根據這個指數所得出的空氣預警，來調控自己的出行安排，從而減少自己的身體在無防霾的情況下受到污染物對身體帶來的損害。同樣，技術也可以利用到水污染、噪聲污染以及固體廢棄物污染監測中。公民個人不再僅僅相應政策號召提高自身的環保意識，而且通過計算機的數據分享，獲取有用的信息，在面臨城市污染時能科學合理安排自己的行為，避免城市污染的產生對自身造成損害。

4 結語

大數據時代的到來是任何人都無法阻擋的歷史潮流。立足當前城市污染的現狀，以及面臨亟待解決生態環境問題的壓力，利用信息技術下大數據以及大數據技術，在充分掌握有效的信息資源的同時，用最先進的數據的相關關系來預測污染趨勢，制定最優化的城市污染防治方案，對城市污染防治、建設生態城市以及實現人與自然的和諧發展具有巨大的潛力。

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