基于大數(shù)據(jù)的環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理研究

張坤

摘要：因?yàn)榻?jīng)濟(jì)以及信息技術(shù)的高度發(fā)展，在各行各業(yè)的工作當(dāng)中，對(duì)于信息化及網(wǎng)絡(luò)化的應(yīng)用已經(jīng)非常普及，為行業(yè)發(fā)展提供了非常多的便利，同時(shí)也為改革創(chuàng)新提供了條件和基礎(chǔ)。其中，基礎(chǔ)大數(shù)據(jù)的環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理，使得環(huán)境監(jiān)測(cè)以及治理工作有了很大的提升。本文針對(duì)大數(shù)據(jù)的環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理給出了詳細(xì)的分析。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù);環(huán)境監(jiān)測(cè);治理

在當(dāng)前的大數(shù)據(jù)發(fā)展環(huán)境下，環(huán)境監(jiān)測(cè)以及治理工作，在傳統(tǒng)模式基礎(chǔ)之上進(jìn)行了有效的創(chuàng)新、改革，借助收集信息以及分析處理數(shù)據(jù)等一系列功能，大數(shù)據(jù)為環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理提供了非常細(xì)致并且精準(zhǔn)的監(jiān)測(cè)信息，使得環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理的效率有了很大的提升。所以，基于大數(shù)據(jù)的環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理工作，要重要給予高度的重視，深入探究，以便能夠通過(guò)大數(shù)據(jù)，使環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理工作發(fā)揮出更大的價(jià)值作用。

一、大數(shù)據(jù)模型的環(huán)境監(jiān)測(cè)應(yīng)用

（一）技術(shù)路線

與具體情況相結(jié)合，通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)當(dāng)前的環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以設(shè)計(jì)出非常有效的技術(shù)方案，在這些方案當(dāng)中，針對(duì)現(xiàn)有的系統(tǒng)實(shí)施了調(diào)研，并針對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)以及各項(xiàng)數(shù)據(jù)集成框架實(shí)施具體的分析，對(duì)其中觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了采集。例如：浮標(biāo)傳感設(shè)備觀測(cè)數(shù)據(jù)以及遙感觀測(cè)數(shù)據(jù)等，為了對(duì)生成的元數(shù)據(jù)文檔給予高質(zhì)量的保障，在對(duì)本體語(yǔ)義框架以及數(shù)據(jù)模型進(jìn)行選用的過(guò)程中，要結(jié)合具體情況和要求，挑選適應(yīng)性和實(shí)用性強(qiáng)的[1]。

借助大數(shù)據(jù)，對(duì)大數(shù)據(jù)計(jì)算模型給予確立，確立MapReduce的計(jì)算模型以外，其他技術(shù)模型也要集成，這樣在不同場(chǎng)景當(dāng)中可以靈活應(yīng)用。通過(guò)合理平臺(tái)的挑選，可以進(jìn)行開(kāi)源數(shù)據(jù)虛擬化平臺(tái)的有效測(cè)試。當(dāng)構(gòu)建虛擬數(shù)據(jù)庫(kù)的工作完成之后，要結(jié)合元數(shù)據(jù)實(shí)施數(shù)學(xué)建模工作，這樣建模展現(xiàn)出來(lái)的合理性會(huì)更強(qiáng)，同時(shí)還要結(jié)合本體語(yǔ)義框架實(shí)際的語(yǔ)義映射，在完成主數(shù)據(jù)庫(kù)架構(gòu)的建設(shè)工作之后，才可構(gòu)建大數(shù)據(jù)的集成應(yīng)用[2]。

（二）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與及時(shí)響應(yīng)

對(duì)于環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，可以借助大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，可以針對(duì)大量的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行即時(shí)采集，并給予迅速的分析和處理，進(jìn)而推進(jìn)了各項(xiàng)任務(wù)的完成效率。此外，利用管理體系的有效構(gòu)建，通過(guò)先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行挖掘，可以在非常短的時(shí)間內(nèi)挖掘出內(nèi)在知識(shí)。結(jié)合計(jì)算機(jī)的模式進(jìn)行分析，對(duì)于信息數(shù)據(jù)的處理，可以通過(guò)strom，使計(jì)算模型實(shí)現(xiàn)。為了對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行適應(yīng)適應(yīng)，還可以結(jié)合Spark，這樣同時(shí)滿足了實(shí)時(shí)性要求以及寫(xiě)入頻率提出的要求。

數(shù)據(jù)的采集，還要結(jié)合類型不同的環(huán)境數(shù)據(jù)，將可靠性以及精準(zhǔn)性強(qiáng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，之后在對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)共享平臺(tái)當(dāng)中存儲(chǔ)。根據(jù)數(shù)據(jù)的生命周期，將收集到的數(shù)據(jù)分為目前應(yīng)用數(shù)據(jù)以及歷史數(shù)據(jù)。同時(shí)，在集成多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的過(guò)程中，為了解決存在的問(wèn)題，要擴(kuò)展本體語(yǔ)義框架以及原數(shù)據(jù)技術(shù)，并且有效應(yīng)用兩項(xiàng)技術(shù)，可以對(duì)數(shù)據(jù)最終的分析精準(zhǔn)性給予保障。

（三）處理數(shù)據(jù)和共享數(shù)據(jù)

在對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理的過(guò)程中，對(duì)于大數(shù)據(jù)的應(yīng)用，需要對(duì)采集到的數(shù)據(jù)信息實(shí)際實(shí)施檢測(cè)之后，再結(jié)合相關(guān)部門(mén)的信息，實(shí)施綜合分析考量。以往傳統(tǒng)模式當(dāng)中的部門(mén)，采用一對(duì)一處理數(shù)據(jù)的形式，已經(jīng)非常落后，現(xiàn)在需要與多個(gè)部門(mén)的信息進(jìn)行聯(lián)合，開(kāi)展綜合探究工作，才能對(duì)資源的共享性給予保障。

二、環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理的數(shù)據(jù)處理。

（一）清理數(shù)據(jù)

在環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中，存在的臟數(shù)據(jù)，會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)挖掘以及分析工作產(chǎn)生不利的影響，從而使數(shù)據(jù)的可靠性下降，因此要及時(shí)消除臟數(shù)據(jù)。借助相應(yīng)的手段將數(shù)據(jù)消除即可，例如：對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中的缺失值進(jìn)行填充，借助平滑處理的形式，對(duì)噪音數(shù)據(jù)處理，將識(shí)別出的離群點(diǎn)刪除，將不一致的數(shù)據(jù)給予糾正。

針對(duì)數(shù)據(jù)的有效清理，要先對(duì)存在的偏差進(jìn)行監(jiān)測(cè)。找出存在的離群點(diǎn)以及噪音之后，針對(duì)存在的偏差數(shù)據(jù)，借助數(shù)據(jù)清理的形式開(kāi)展清洗工作。其中要分開(kāi)實(shí)施，缺失值、離群點(diǎn)以及噪聲數(shù)據(jù)的處理工作，才能體現(xiàn)出針對(duì)性以及適應(yīng)性。對(duì)于數(shù)據(jù)的清理，還需要對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行糾正，其中可利用自動(dòng)化數(shù)據(jù)的變換實(shí)現(xiàn)。

（二）集成數(shù)據(jù)

環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，來(lái)自于大量的數(shù)據(jù)源，因此，需要對(duì)不同的數(shù)據(jù)來(lái)源集成，在有差異性的數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中，數(shù)據(jù)產(chǎn)生的冗余以及不一致性會(huì)因?yàn)椴糠謱傩詷?biāo)識(shí)問(wèn)題產(chǎn)生影響，還有一些屬性問(wèn)題會(huì)受到其他屬性產(chǎn)生的影響，所以針對(duì)數(shù)據(jù)的分析要結(jié)合數(shù)據(jù)集成產(chǎn)生的冗余問(wèn)題給予解決。

解決數(shù)據(jù)冗余問(wèn)題，要對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)施有效分析，針對(duì)兩個(gè)已經(jīng)明確的屬性，判斷兩個(gè)屬性之間的相關(guān)程度，明確一個(gè)屬性是否可包含另一屬性，這樣便可借助應(yīng)用分析法對(duì)其實(shí)施判斷。針對(duì)標(biāo)稱性數(shù)據(jù)，要對(duì)兩個(gè)屬性是否存在關(guān)聯(lián)給予驗(yàn)證，也可以借助卡方檢驗(yàn)的形式給予驗(yàn)證。

三、大數(shù)據(jù)下環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理的改進(jìn)措施

（一）強(qiáng)化組織合作，提升技術(shù)水平

首先，針對(duì)環(huán)境保護(hù)給予的重視程度越來(lái)越大，因此社會(huì)當(dāng)中出現(xiàn)了很多第三方環(huán)境監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)，針對(duì)這些機(jī)構(gòu)，國(guó)家環(huán)保部門(mén)需要給予相應(yīng)的監(jiān)督和管控并提升合作，借助大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，對(duì)機(jī)構(gòu)之間的資源數(shù)據(jù)進(jìn)行共享，有益于環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理技術(shù)的及時(shí)更新和改進(jìn)。同時(shí)，也使得環(huán)境與治理技術(shù)水平得以提高，將大學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中的信息資源容量增加，使得相關(guān)數(shù)據(jù)更加精準(zhǔn)，可以為環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理的決策制定提供基礎(chǔ);其次，環(huán)保機(jī)構(gòu)和企業(yè)，與學(xué)校之間的溝通要有所強(qiáng)化，以便能夠引進(jìn)更多的技術(shù)人才加入到環(huán)保監(jiān)測(cè)與治理工作中。針對(duì)在職人員要給予培訓(xùn)和引導(dǎo)，使專業(yè)技術(shù)人員能夠?qū)Ξ?dāng)前大數(shù)據(jù)環(huán)境下監(jiān)測(cè)與治理工作提出的要求給予滿足。

四、應(yīng)用案例

大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)的流程圖如圖一所示

某區(qū)域?yàn)橹攸c(diǎn)環(huán)境監(jiān)測(cè)區(qū)域，當(dāng)?shù)卣畬?duì)大氣監(jiān)測(cè)給予了高度的重視，其中監(jiān)測(cè)平臺(tái)將環(huán)境檢測(cè)、環(huán)境辦公以及環(huán)境檢查作為相應(yīng)的基礎(chǔ)，結(jié)合具體的情況，對(duì)一系列的監(jiān)測(cè)措施給予制定，每天都會(huì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)空氣質(zhì)量，利用空氣質(zhì)量自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)便可以查看到空氣質(zhì)量以及當(dāng)日的排名。對(duì)于該區(qū)域的管理，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)時(shí)管理，可以對(duì)霧霾等天氣情況有詳細(xì)的了解，同時(shí)對(duì)眾多微站進(jìn)行了布設(shè)，對(duì)污染源頭實(shí)施全面有效的監(jiān)控。

五、結(jié)束語(yǔ)

總之，針對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理工作開(kāi)展當(dāng)中，需要對(duì)相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，并開(kāi)展有效處理。其中，借助大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)施環(huán)境監(jiān)測(cè)工作，將以往使用的數(shù)據(jù)檢索形式改變，拋棄原來(lái)的數(shù)據(jù)檢索形式之后，再借助大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)施系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)以及分析工作，當(dāng)產(chǎn)生大數(shù)據(jù)思維方式之后，可以對(duì)環(huán)境污染等突發(fā)情況重點(diǎn)關(guān)注，對(duì)收集到的數(shù)據(jù)信息綜合分析，這樣可以形成非常有效的大數(shù)據(jù)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，進(jìn)而開(kāi)展具體的治理工作。

參考文獻(xiàn)：

[1]鈕卿[1]， 程琳[2]? . 基于環(huán)境保護(hù)大數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)與智能診斷研究[J]. 環(huán)境科學(xué)與管理， 2018.

[2]王明明， 張曉妍. 輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域面向大數(shù)據(jù)的應(yīng)急監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理與利用的探討[J]. 環(huán)境保護(hù)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)， 2016（4）.