基于大數據的環境監測研究

文_陳楓 李慧

1.彭州市環境保護局； 2 .彭州市環境監測站

1 大數據在環境監測工作中的適用性

1.1 環境監測工作的本質就是對環境信息的搜集和整理

所謂環境監測工作，實際上就是通過專業化的抽樣與分析來對環境中的各類特征污染物的產生、排放、流向、消解或治理等情況進行科學地反映，以便于管理者追蹤環境的綜合污染情況，分析環境質量的變化趨勢。在進行環境監測工作的過程中，最主要的操作就是通過相關的平臺技術和算法來對環境質量相關的數據進行搜集和分析，并針對分析結果來制定下一步的工作方法。在當前的環境監測工作中，大數據平臺可以視為一個綜合的工作設備，是多個環境監測點位或部門在信息相互共享以后集成的一個總的數據處理系統，讓這個大數據系統貫穿整個環境監測工作的數據收集和處理的過程，就基本做到了大數據系統與現有的環境監測系統的結合。

1.2 大數據對環境監測工作分析效率的影響

大數據的實時分析功能，能夠有效提高傳統環境監測工作的效率。通過對大數據系統的精細化管理能實現環境監測網絡系統的有效運轉，實現對大數據的高效便捷處理。

根據地區污染分布特征，大量建設基礎監控點位形成大數據環境監測網絡，能夠實現對環境的動態監測，便于及時傳遞環境信息。特別是當前我國環境監測工作形勢嚴峻，而監測人員和工作時間是相對有限的，而大數據系統可以有效提高工作效率。

1.3 大數據能夠對環境治理的績效進行實時反饋

大數據系統通過對環境質量的實時監測，能夠實現對環境治理情況的反饋。為了提高環境保護工作的成效，很多環境管理決策者通過高強度的環境治理工作，期望能夠實現工作效率的提高和工作成效的顯現。但是環境質量最終還是要依靠科學的數據來體現。因此，要實現科學地開展對環境治理績效的考核，需要充分采用信息化的技術來幫助。在環境監測和環境治理工作中，實時和高效是重點，通過大數據系統，能夠有效實現這一目標，通過云技術的應用，能夠進一步提升處理過程的高效化。結合當前我國的環境監測工作的實際，在現已建立的環境質量監控網絡和污染源在線監控網絡中，引進大數據的收集、整理和分析系統，將大數據分析結果綜合運用，能夠較快、較準確地反映一定時間內監控區域的污染源排放趨勢，跟蹤環境質量的變化，從而實現對環境治理工作績效進行實時的反饋，而反饋的信息本身也是大數據的組成部分，又能促進大數據的信息更新。

2 大數據應用于環境監測工作中的挑戰

2.1 大數據系統和傳統工作理念的沖突

大數據系統是一個持續不斷更新和累積的數據庫，而非傳統意義上的單次或幾次環境監測行為所獲得的數據。環境監測的大數據包含了很多信息和數據，這些數據單獨來看很多時候并沒有太大的意義，而是這些數據相互關聯方能反映出有效信息；而對于傳統的環境監測工作來講，工作者往往習慣于依賴某一份監測報告的某些關鍵指標，比如污染物濃度來開展后續工作。大數據系統反映出來的信息往往是持續性的數據流，很多工作者對其結果有效性的信任度不高，對其結果反映出來的信息也較難理解。對環境保護工作來講，關鍵數據的達標與否是很重要的內容，但是對于大數據系統來說，這些數據的涉及范圍很廣，數據量很大，其中還涉及異常數據和無效數據的確認與篩除等工作；特別是一些敏感數據，若未經過細致核查就形成相關報告，或者將相關數據進行公開是非常不負責任的行為，這對相關工作人員的工作理念和專業素養都提出了新的要求。

大數據的應用往往會導致環境保護工作思路的轉變。在傳統的工作理念當中，尋找事物的因果關系是重要的工作內容，工作人員習慣于在遇到問題后去分析產生問題的原因，并嘗試和探索解決問題的辦法。而大數據系統則能分析各種數據的相關性，能夠在某種程度上取代因果關系，來幫助工作者了解事情的發生經過，在遇到某些難尋因果關系的環境事件時，大數據系統可能回避了事件的因果關系分析，甚至可以通過大數據的結果預判與建議，直接改變數據的預期。

2.2 大數據在技術層面面臨的挑戰

（1）前端有效數據的整合難度較大

數據收集是大數據處理前期階段的主要工作內容，而數據收集質量難以有效保障。當前的環境監測大數據系統中，容易出現數據的有效性不高，時效性較差等問題。客觀方面來講，大數據網絡前端的數據搜集與處理設備不夠先進，監測點位設置不合理等因素會導致數據精度不夠，點位代表性不夠。因為大數據網絡一旦建設完成，后期無論是進行設備更新還是點位的變更都是較為困難的。隨著系統的運行，設備的老化和故障難免；隨著自然和人為環境的改變，監控點位的代表性也會發生變化。

（2）數據應用效率不高

在當前環境監測工作中數據的應用十分基礎，很多實時數據僅僅只是作一個參考值以反映當前的環境狀況，或者將某一點位在某時段內的均值數據用作環境質量評價。數據的很多其它作用沒有得到充分的發揮。比如在當前的大數據應用中，將監控點位納入到電子地圖信息系統中，通過關聯點位和關聯時段數據，可以有效體現污染物的出現、擴散、消解等變化趨勢，從而使得精確預判、精準治理和精準管控成為可能。總體來說，大數據的應用還有很大的開發和利用空間。

（3）大數據系統的建設和運行成本高

從大數據的實際應用情況來看，除了環境監測網絡建設的資金外，還需要在云計算和數據庫等應用范圍較為廣泛的大數據技術方面投入大量的資金。隨著大數據系統的不斷使用，軟件維護、算法更新、系統分析等過程還會持續產生運行成本，導致大數據系統是一個較為“燒錢”的項目，客觀上導致大數據在環境監測尤其是基層環境監測工作中難以被廣泛應用。

3 加強大數據在環境監測工作中的應用建議

3.1 加大基礎建設投資，完善數據管理

為了提高大數據在環境監測中的應用水平，就必須加強對于大數據基礎設施的建設，在大數據系統的思維模式下，利用先進和廣泛的通訊網絡技術，建立統一的環境監測網絡和數據管理平臺，并嚴格把控數據質量，對各類數據進行全面整合，形成技術水平先進、具備充分制度保障的全新數據信息中心系統。強化信息基礎建設，不僅要加強通訊系統建設，還要加強空間地理信息資源方面的建設，推動重要信息的實時交換，形成數據信息資源的共享和協同處理。

3.2 注重對人員數據應用能力的培養

大數據具有實時和高效的特性，但是對人員提出了更高的要求。因此提升相關工作人員的專業水平對于提高環境監測系統的工作水平就顯得十分重要。要加強環境監測人員的大數據應用意識，要培養一種大數據的思維方式，只有人員具備了與硬件系統相適應的工作觀念和能力，才能真正有效通過大數據來提升工作效率。

3.3 在環境管理工作中加入大數據元素

在當前的生態環境保護工作形勢下，管理者可以考慮在環境管理工作的安排部署中加入大數據元素，嘗試體會大數據在提高環境治理工作的精確性和科學性方面的優勢，提高環保決策的準確性，降低經驗主義可能產生的工作漏洞，不斷完善政府在環境管理和環境治理工作的整體思路。要在環境保護工作中充分利用好大數據這一先進技術，需要在環境保護工作的思路、管理體系，甚至是包括法規、政策、技術標準等方面提供支持，構建環境監測工作的大數據框架，實現利用大數據系統提高監測管理效率的目的。

4 結語

當前我國正處于社會轉型發展的關鍵時期，一方面需要繼續大力發展社會經濟，同時也將生態環境保護提到了一個全新的高度。在環境監測工作中融入大數據技術，能夠提高環境監測工作的效率，實現對環境污染的精準把控和精準治理,符合黨和國家在新時期對環境保護工作提出的要求。