基于大數據技術構建生態環境信息化體系及其重點應用研究

王輝 王松森 宋杰

摘要：經濟社會飛速發展，科學技術隨之日新月異，云計算、大計算在各行各業中得到了廣泛運用。在生態環境保護工作中，利用大數據技術有助于充分挖掘有用的信息，致力于生態環境問題的精準治理。當然，如何在生態環境治理過程中利用好大數據，仍需不斷的探索，要走的路還很長。本文重點探討生態環境信息化體系的構建，并分析其未來的應用前景，以期待對相關研究有所幫助。

關鍵詞：大數據;生態環境信息體系;重點應用

中圖分類號：TP311.13 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2020）03-0071-02

1 大數據在生態環境信息中應用的緊迫性

當前，在生態環境治理信息化推進工作中，仍然面臨著許多問題，具體來說主要表現為以下幾個方面：

（1）缺乏相應的物聯網管理平臺，利用大數據進行物聯網連接時，沒有統一的管理監控平臺。

（2）監控環境的軟硬件設施比較分散，無法形成合力。監控的相關信息分別存放于各自的服務器，并且安置服務器的機房處于長期無人看守的狀態，存在一定的安全和應用風險和隱患。

（3）數據中心的數據不全面，當前只包括氣象方面的數據，缺乏水環境、土壤等方面的數據。此外，數據中心的數據資源目錄不全面，數據傳輸交換過程中缺乏統一的機制。

（4）已建成的部分系統，較為分散，使用率不高。如何對其進行運營維護尚不明確，導致各部門存在“扯皮”的現象，未真正發揮其應有的作用。

2 利用大數據構建生態環境信息的總目標

（1）推動監管執法、科學決策、服務公眾、現代化治理方面的進一步發展。

（2）有助于精細化管理氣、水、土污染，打贏防治攻堅戰。

（3）提高生態環境管理的水平。

3 利用大數據構建生態環境信息化的框架和技術路線

3.1 整體框架

整體框架主要包括五個部分，具體來說如下：（1）完善感知網，將環境監測、生態環境物聯網平臺進行整合;（2）利用大數據，構建統一的環境云平臺，提升網絡安全的等級水平，將所有的環境監測項目納入到云平臺中;（3）規范數據管理，上傳到云平臺的數據要按照統一的標準和格式，數據管理的維護制度要健全;（4）利用好生態環境大數據，做好各方面的開發應用研究。重點做好綜合、即時監管和分析，提前做好預警;（5）將信息融入到平臺中，實現檢測、監管和服務等于一體的綜合化信息平臺，統籌各個方面，實現管理效益的最大化[1]。

3.2 技術路線

（1）數據資源的架構：數據資源的架構要重點做好數據源、管理流程和數據共享等幾個方面。生態環境部門擁有的數據、市級環境政府部門數據、相關的環保網絡數據是數據的主要來源。數據的管理流程主要分為采集數據、處理數據、存儲數據、分析數據、可視化數據幾個環節，每個環節環環相扣，缺一不可。采用ETL軟件等進行數據的采集，利用既定的數據處理規則對數據進行處理。利用大數據平臺，實現各個單位的數據上傳以及單位之間的數據共享[2]。

（2）云服務架構：借助虛擬化技術和開放融合技術，在云資源管理平臺內實現監控、調度和管理職能，將相關的數據存儲、備查。云服務架構主要包括計算類、存儲類、網絡類和安全類幾個方面的服務。

4 重點領域的應用研究

實現精細化管理，框架和技術路線只是基礎。實際過程中，要立足氣、水、土污染防治的特點，進一步匹配功能設計。

4.1 水環境精準防控方面的研究

利用大數據技術，水環境精準防控方面的研究較多，筆者認為可重點做好預判，分析水環境的敏感點、水污染排放清單和污染物溯源等幾個方面。

將常規的COD、氨氮等水指標與監控的數據相結合，利用大數據的分析功能，做好對比、聚類等分析，分析得出較為重要的影響因素，探討各個指標間的相關關系，預測其將來的發展趨勢[3]。

利用大數據平臺，將實際中的排污口與平臺模型中的節點一一對應，進而分析出流域中排放口數量的多少，分析污染物從流域的哪個節點進入到流域。利用大數據，計算出河流的流域面積。依據面源面積和排污系數，估算流域的排污量。利用大數據模型，得出污染物的排放清單，預測排放量的變化趨勢等。

借助污染物溯源分析模型，能夠實現追溯考核斷面的污染來源。這是大數據基于流域的水溫情況、檢測斷面情況、水污染排放清單等數據綜合得出的。

4.2 智慧大氣精準防控方面的研究

利用建立的智慧大氣精準防控信息化平臺，可準確預測未來7天的天氣情況，有針對性的應對突發狀況。關聯分析，預測天氣及分析引發污染的原因是未來大數據研究的重點領域[4]。

一方面，做好關聯分析，探討污染物與排放源、經濟要素等各個因素之間的關系。對比分析污染物濃度和氣象要素之間的關系，尋找合適的規律。分析污染物濃度和經濟要素之間的關系，尋找兩者間的平衡點，獲取最大的經濟效益。

做好大氣環境質量的精準預測，并對污染原因進行分析。立足大氣污染的網格化管理，將各個站點的數據實時傳輸到信息化平臺，疊加網格化數據，做好因子分析。只有這樣，才能精準預判，才能真正做到精細化管理。

4.3 土壤環境決策支持方面的研究

當前，土壤環境信息化管理平臺能夠實現土壤檢測、管理農用地、監管土壤污染源等幾個方面的職能。借助GIS技術，可實現掛圖作戰，可視化分析土壤的質量信息和防治任務。

客觀來說，對于土壤環境質量的檢測，實現自動在線監測的難度較大。這是由于土壤環境污染具有累積性、長期性和滯后性等原因。人工取樣的方式，又較為耗時費力。采用大數據技術，綜合各方面的結果，得出土壤的大數據模型，這樣可以判斷出造成土壤污染的因素。

5 結語

云計算、大計算在各行各業中廣泛運用，在生態環境保護工作中，利用大數據技術有助于充分挖掘有用的信息，致力于生態環境問題的精準治理。當然，如何在生態環境治理過程中利用好大數據，仍需不斷的探索，需要走的路還很長。

參考文獻

[1] 王霣，權銘.基于大數據技術構建生態環境信息化體系及其重點應用研究[J].信息系統工程，2019（11）：17-19.

[2] 侯佳儒，尚毓嵩.大數據時代的環境行政管理體制改革與重塑[J].法學論壇，2020，35（01）：13-21.

[3] 馬蔡琛，趙笛.大數據時代的預算績效指標框架建設[J].中央財經大學學報，2019（12）：3-12.

[4] 陳健.我國大數據技術發展的政策體系研究[D].昆明：云南師范大學，2017.

Abstract：With the rapid development of economy and society， science and technology are changing with each passing day. Cloud computing and big computing are widely used in all walks of life. In the work of ecological environment protection， the use of big data technology is conducive to fully mining useful information， committed to the precise management of ecological environment problems. Of course， how to make good use of big data in the process of ecological environment governance still needs to be explored continuously， and the way to go is still very long. This paper focuses on the construction of the ecological environment information system， and analyzes its future application prospects， in order to look forward to help related research.

Key words：big data; ecological environment information system; key applications