大數據技術背景下環境質量監測系統研究

薛玉娟

摘? ?要：隨著大數據技術的深入應用，環保監測方面也逐漸開始使用大數據技術，針對大氣污染的現狀，結合科學技術發展現狀，本文以大數據技術為研究背景，通過現代化的科技手段，對環境質量進行監測，為建立一種成本較低、系統配置靈活、可靠性更高的環境質量監測系統提供借鑒。

關鍵詞：大數據技術;環境質量監測;設計思想

隨著計算機科學技術的迅速發展，大數據技術將會成為21世紀最大的力量之源。目前，大數據已成為我國的基礎性戰略資源，正在朝著全球生產、流通、分配及消費和各個環節全面滲透。

1? ? 大數據技術概述

1.1? 大數據的概念

早在20世紀90年代，“大數據”的概念便出現了，只是人們并沒有給予太多的關注，再加上當時網絡信息技術還沒有大面積普及，所以大數據在當時并沒有特別重大的意義。直到2011年有一家叫麥肯錫的美國咨詢公司發布了一篇關于“大數據”的報告，“大數據”才被人們熟知。至此，人們開始對“大數據”進行研究，意識到“大數據”的重要性，才意識到“大數據”的價值和意義。

關于“大數據”的定義眾說紛云，有的科研機構給大數據下的定義是：大數據就是一個龐大的信息庫，這個信息庫增長速度非常快，信息的內容也是多元化的，對些龐大的信息進行研究分析可以獲取非常重要的資訊，從而有助于公司或企業作出更有利的決策指導。而麥肯錫咨詢公司則認為：大數據就是在一定時間內使用過去的信息處理工具無法完成的數據的集合。不管是給“大數據”作出何種定義，對人們來說，其表現的功能是一樣的，都可以用3個層次來給予描述，如圖1所示。

1.2? 大數據的應用范圍

大數據本身只是一大堆的數據，只有對這些巨大的數據進行挖掘和分析，才能讓大數據體現它的巨大功效。大數據可以毫不夸張地比喻成網絡的新石油，數字世界的新幣種。一此大型網絡公司已經將大數據應用得非常成熟，比如亞馬遜公司，通過對大數據的深度挖掘和分析，可以非常有針對性地客戶推薦客戶需要的書籍，當然這些其實通過收集客戶搜索的關鍵詞歷史記錄和客戶購買產品的歷史記錄來實現的。其實，我們國內的淘寶、京東在大數據應用方面做得也是比較成熟的，特別是淘寶網，當我們打開淘寶網的時候就會彈出給我們推薦一些我們可能需要的產品，這些推薦的產品正是通過收集我們在淘寶網上的搜索關鍵詞以及曾經的購物歷史記錄，來選擇的推薦產品，這就是典型的大數據應用，當然我們的個人信息及隱私也因此而暴露給商家，如果商家不能給我們做好安全保密工作，將會給我的生活帶來非常巨大的麻煩。當然，這些只是大數據在電商企業當中的應用，除此以外，大數據在各行各業都得到了廣泛的應用。

2? ? 基于大數據技術的環境質量監測系統

一個完整的環境質量監測系統，需要提前對其功能模塊進行設計和研究。基于大數據技術的環境質量監測系統的業務拓撲結構如圖2所示。

由圖2我們可以看出，這個基于大數據技術的環境質量監測系統主要分為3個業務拓撲模塊，一個是環境質量監測系統，主要是由軟件組成;一個是通信系統，主要完成數據之間的相互溝通和交流，主要是由通信硬件組成，另一個是硬件采集系統，主要完成各項數據的收集工作，主要是由相關的監測站提供的監測硬件組成。

2.1? 基于大數據技術的環境質量監測系統的需求分析

為了實現環境質量監測系統的功能，環境質量監測系統需要具備以下幾個模塊，如圖3所示。

基于大數據技術的環境質量監測系統功能模塊需求，我們可以分析出在數據通信方面的需求分析，比如數據的通信流程及通信過程中的安全問題以及數據訪問的安全問題等都是需要提前進行需求分析的。另外數據的存儲也需要進行詳細的需求分析，比如隨著時間的推移，存儲的數據會越來越多。如何保存這些數據是我們必須要考慮的問題，另外，在保存過程中還得注意數據的安全性及是否存在其他無法估計到的問題。所以，數據的存儲一定要具備很高的穩定性和可靠性，否則一定會影響到整個環境監測系統的穩定性。數據的分析需求也是非常重要的，我們正是依靠數據的分析結果來判斷環境是否受到了污染。

2.2? 基于大數據技術的環境質量監測系統的架構設計

環境監測系統的架構設計如圖4所示，由兩部分組成，一部分是應用子系統，另一部分是數據中心子系統，各自實現自己要完成的任務。

一套完整的系統必須至少包括兩個方面：一個是應用方面，一個是數據方面。本研究提到的基于大數據技術的環境監測系統正是由這兩個部分組成的，其中應用方面即應用子系統，主要是由數據應用層來完成的。而另一方面數據方面則是由數據中心子系統來完成的。其中在數據中心子系統中，又包括多個層次組成，位于最上層的是數據訪問層，這一層主要涉及用戶的訪問安全問題，比如用戶的登錄名和密碼設置的問題。第二層是混合存儲層，這一層主要用于對大量數據的存儲，在這一層主要涉及數據存儲的安全問題，比如數據儲存介質的安全問題。第三層是數據預處理層，在這一層主要是針對采集到的原始數據進行預處理，從而將一些無用的數據直接排除掉。第四層是源數據文件的儲存層，在這一層存放著最原始的源數據，需要考慮到有足夠的存儲空間。最下面一層是數據通信層，在這一層主要是通信介質在工作，要保證數據通信的安全性和完整性。

3? ? 結語

一種基于大數據技術的環境監測系統的設計思想呼之欲出，本研究對環境監測系統的設計思想進行了簡單的分析，還需要大量的時間和精力來對這個環境監測系統設計的問題進行深入的研究，爭取開發出來一套適合目前形勢的環境監測軟件，為環境保護提供較有力的數據分析和指導作用。

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