地下水監(jiān)測中大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用探討

摘要：作為居民生活生產(chǎn)中的主要用水來源之一的地下水，近幾年的開采量在部分地區(qū)顯著提高，對其進(jìn)行合理檢測與居民用水環(huán)境安全密切相關(guān)。因此，水質(zhì)監(jiān)測是地下水的監(jiān)測重點(diǎn)，而大數(shù)據(jù)技術(shù)提供的信息化監(jiān)測能夠使檢測數(shù)據(jù)更加精確。本文將以地下水監(jiān)測在大數(shù)據(jù)技術(shù)中的應(yīng)用為話題展開敘述，僅供參考。

關(guān)鍵詞：地下水;大數(shù)據(jù)技術(shù);應(yīng)用探討

引文：在信息化技術(shù)高速發(fā)展的今天，關(guān)于地下水的數(shù)據(jù)信息龐雜繁多，思考如何應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的高效收集與分類是每一個(gè)專業(yè)的技術(shù)人員需要掌握的技能。在大數(shù)據(jù)技術(shù)、人工智能、云計(jì)算的應(yīng)用背景下，專業(yè)技術(shù)人員可以通過算法來對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行加工處理。地下水的安全使用對于居民的生活起居有著積極的影響，通過對地下水的有效監(jiān)測可以實(shí)現(xiàn)居民安全用水的目的。

一、地下水監(jiān)測現(xiàn)狀

地下水因其具有水體質(zhì)量高、水量穩(wěn)定等優(yōu)勢，是城市和農(nóng)業(yè)灌溉用水的主要來源。但是由于人們的過分開采以及對于水資源的浪費(fèi)，導(dǎo)致地下水降落漏斗產(chǎn)生進(jìn)而形成地面塌陷，使得人們居住的生態(tài)環(huán)境遭到了嚴(yán)重破壞。當(dāng)水體的使用嚴(yán)重超出其補(bǔ)給的速度，就會(huì)造成區(qū)域性的地面塌陷、地面沉降、土地沼澤化等不利的自然現(xiàn)象。在大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用下，專業(yè)的工作人員通過對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行合理設(shè)置，以期實(shí)現(xiàn)對地下水質(zhì)的智能化監(jiān)控。

當(dāng)下的水體監(jiān)測主要是通過水質(zhì)自動(dòng)化檢測系統(tǒng)，以多參數(shù)水質(zhì)檢測儀為中心，運(yùn)用傳感器技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、專業(yè)分析軟件、信息網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的自動(dòng)檢測體系與管理平臺(tái)。在進(jìn)行水體檢測時(shí)，相關(guān)設(shè)備將收集的水質(zhì)信息利用信號(hào)傳輸系統(tǒng)，將傳感器收集到的各種數(shù)據(jù)信息進(jìn)行即時(shí)傳輸，最后經(jīng)過檢測中心對搜集到的水體信息進(jìn)行分類處理。

二、地下水監(jiān)測中大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用

（一）大數(shù)據(jù)技術(shù)在地下水中的運(yùn)用

大數(shù)據(jù)技術(shù)通過統(tǒng)計(jì)各監(jiān)測基站搜集到的異常數(shù)據(jù)來建立優(yōu)化的預(yù)警系統(tǒng)。專業(yè)的技術(shù)人員通過對搜集到的水體數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理分析，將已生成的信息報(bào)告提供給管理者，以順利完成工作。當(dāng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)監(jiān)測地下水時(shí)，利用系統(tǒng)已經(jīng)設(shè)置好的參數(shù)來對異常信息進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)水體出現(xiàn)異常情況時(shí)可以及時(shí)發(fā)出警報(bào)。通過在終端進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測，查看搜集到的水體數(shù)據(jù)及預(yù)警信息，從而有效地實(shí)現(xiàn)地下水監(jiān)測的工作。借助自動(dòng)化技術(shù)來對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析匯總等一系列相關(guān)服務(wù)，以實(shí)現(xiàn)地下水的動(dòng)態(tài)監(jiān)測和信息精細(xì)化管理。

（二）地下水監(jiān)測中的大數(shù)據(jù)平臺(tái)

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通過對檢測數(shù)據(jù)的搜集來建立信息平臺(tái)，以確保信息的時(shí)效性。通過將采集到的多渠道信息在平臺(tái)上進(jìn)行資源的分類匯總，以此搭建多維度的存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)庫。同時(shí)為確保信息的精確性與準(zhǔn)確性，專業(yè)技術(shù)人員應(yīng)該及時(shí)將采集到的水體信息傳到主機(jī)中，通過傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，并將相關(guān)參數(shù)傳送到數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行備份。

對區(qū)域水體進(jìn)行合理劃分以及水質(zhì)的基準(zhǔn)進(jìn)行測定時(shí)，應(yīng)該依據(jù)地質(zhì)環(huán)境的實(shí)際情況進(jìn)行水體的指標(biāo)檢測。為了符合居民對日常飲用水的需求，應(yīng)該嚴(yán)格把控水體的細(xì)菌總數(shù)、色度、渾濁度等標(biāo)準(zhǔn)的制定。專業(yè)的工作人員需要對采集到的信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)分類，通過對算法的合理運(yùn)用來預(yù)測水質(zhì)污染情況的發(fā)展走勢，進(jìn)而確保數(shù)據(jù)的科學(xué)性。同時(shí)通過建立水體模型，采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對水體的動(dòng)靜態(tài)變化進(jìn)行微觀把控，并對分類后的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行儲(chǔ)存，以完善水體模型。

數(shù)據(jù)采集作為數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)工作，通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行初步核審，并利用傳感器等設(shè)備進(jìn)行儲(chǔ)存，從而建立融合的數(shù)據(jù)服務(wù)支撐體系。在開展數(shù)據(jù)分析工作時(shí)，需要通過對數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)和計(jì)算來進(jìn)行數(shù)據(jù)的分類。并利用數(shù)據(jù)庫查詢所需信息，得到一個(gè)離散型數(shù)據(jù)分析圖，從而對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行評(píng)估。通過對數(shù)據(jù)信息的校對分析，比對基線的數(shù)值，觀察數(shù)據(jù)的波動(dòng)情況，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的優(yōu)化和挖掘工作。最后通過模型來預(yù)測目標(biāo)水體質(zhì)量的發(fā)展趨勢，為從事水文地質(zhì)工作人員預(yù)測異常水體提供依據(jù)。

三、大數(shù)據(jù)技術(shù)在地下水中的策略應(yīng)用

（一）探測地下水的地理位置

在實(shí)際進(jìn)行地下水監(jiān)測工作時(shí)，不僅需要大數(shù)據(jù)技術(shù)的加持，還需要借助一定的智能硬件設(shè)備以及空間數(shù)據(jù)庫來實(shí)現(xiàn)位置探測。通過對地下水位置信息的收集、策劃、模擬和呈現(xiàn)來實(shí)現(xiàn)監(jiān)測地下水的目的。專業(yè)技術(shù)人員通過處理相關(guān)的觀測數(shù)據(jù)、傳感器信息等，將其變成數(shù)字化信號(hào)，并以可視化的圖表形式呈現(xiàn)。

（二）監(jiān)測地下水的水位信息

在進(jìn)行地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測過程中，不僅要發(fā)揮大數(shù)據(jù)技術(shù)的作用，還要實(shí)現(xiàn)時(shí)效性、兼并性、經(jīng)濟(jì)性等特征。通過對地下水情況的遠(yuǎn)程觀測，可將設(shè)備獲得的技術(shù)參數(shù)通過圖畫、表格等形式展現(xiàn)。將生成后的圖表進(jìn)行分類儲(chǔ)存，以備后期工作時(shí)可以隨時(shí)進(jìn)行檢索與查看。當(dāng)某地區(qū)的地下水水位降低到一定高度時(shí)，大數(shù)據(jù)技術(shù)可以起到警告作用，并及時(shí)進(jìn)行報(bào)警。大數(shù)據(jù)技術(shù)除了對地下水水位進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測并進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)外，也能夠滿足用戶對日報(bào)月報(bào)或?qū)崟r(shí)查看的需求。

（三）檢測水污染情況

部分居住地區(qū)出現(xiàn)水污染現(xiàn)象時(shí)，不僅會(huì)影響周遭的水體質(zhì)量，也會(huì)出現(xiàn)地下水緊缺的現(xiàn)象。通過安裝傳感器等設(shè)備后，能夠?qū)崟r(shí)記錄水體成分、水體狀態(tài)、水位等客觀數(shù)據(jù)，通過大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理后形成簡潔明了的數(shù)據(jù)圖表，從而對數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算分析。大數(shù)據(jù)技術(shù)通過分析污染物的成分信息，確定污染源頭，從而第一時(shí)間將水污染進(jìn)行解決處理，最大限度地弱化水污染帶來的危害。

（四）構(gòu)建水質(zhì)監(jiān)測模型

監(jiān)測數(shù)據(jù)模型主要是對水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)和預(yù)警功能。只有通過建立符合水體規(guī)律的數(shù)據(jù)應(yīng)用模型，才能對水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行一定的評(píng)估預(yù)測。在進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測中，只有通過不斷完善與發(fā)展水質(zhì)檢測的數(shù)學(xué)模型，才能在實(shí)際工作中發(fā)揮其重要的價(jià)值。

四、大數(shù)據(jù)的應(yīng)用優(yōu)勢

作為掀起時(shí)代浪潮的技術(shù)革命——信息技術(shù)，已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用到各行各業(yè)的領(lǐng)域中。在互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展和成熟中，大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展亦趨完善。

（一）對地下水的高效處理

大數(shù)據(jù)技術(shù)自身最大的特點(diǎn)是高效且迅速地對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，且分析結(jié)果有相當(dāng)?shù)恼鎸?shí)性與可靠性。當(dāng)面對龐雜瑣碎的數(shù)據(jù)碎片時(shí)，需要大數(shù)據(jù)在確保效率和質(zhì)量的同時(shí)，在最短的時(shí)間對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理和分析。

在實(shí)際開展工作中，地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測相對地表水而言，存在較多的制約因素。當(dāng)?shù)叵滤馐苓^度開采時(shí)，由于地面的沉降速度過于緩慢，等到工作人員發(fā)現(xiàn)沉降情形時(shí)，地面沉降已經(jīng)嚴(yán)重到一定程度，此時(shí)造成的破壞很難進(jìn)行逆轉(zhuǎn)。當(dāng)大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用在地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測工作中時(shí)，技術(shù)已經(jīng)完成了水位的智能監(jiān)測，通過實(shí)際的水位變化，專業(yè)技術(shù)人員可以及時(shí)關(guān)注到水體的變化情形，從而將搜集到的數(shù)據(jù)信息在極短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行處置。

（二）地下水監(jiān)測數(shù)據(jù)的挖掘與分析

在地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測工作中，依據(jù)大數(shù)據(jù)技術(shù)可以將自動(dòng)收集到的水體信息進(jìn)行集中處理，在經(jīng)過傳輸系統(tǒng)時(shí)對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一分析，以期發(fā)掘出最具價(jià)值的數(shù)據(jù)信息，從而幫助相關(guān)工作者進(jìn)行科學(xué)決策。

在大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用中，對于使用人員是否專業(yè)要求得并不高，因?yàn)榇髷?shù)據(jù)技術(shù)分析數(shù)據(jù)的最大特點(diǎn)就是可視化數(shù)據(jù)，因此不論使用者是否具有專業(yè)的技術(shù)水平，都可以借助大數(shù)據(jù)“可視化”的特點(diǎn)客觀展示監(jiān)測數(shù)據(jù)的信息，幫助讀者以最直觀的形式來解讀數(shù)據(jù)信息。

（三）輔助建設(shè)完整的監(jiān)測系統(tǒng)

信息技術(shù)的迅速崛起不僅增加了數(shù)據(jù)信息量的讀取容量，而且加快了數(shù)據(jù)的讀取速度。通過信息技術(shù)的支撐，不再局限單個(gè)站點(diǎn)與單一職能，而是將數(shù)據(jù)匯總到云平臺(tái)以期實(shí)現(xiàn)在地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測工作中多模塊管理分析。借助互聯(lián)網(wǎng)自身的大容量存儲(chǔ)特點(diǎn)，可以將監(jiān)測到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行云存儲(chǔ)。

（四）對不同類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行快速處理

在運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)分析地下水水體水質(zhì)的情況時(shí)，需要考慮各種外界因素對于水體水質(zhì)監(jiān)測的影響。其中在進(jìn)行數(shù)據(jù)分析時(shí)，應(yīng)該結(jié)合地下水的變化規(guī)律進(jìn)行探索分析。通過預(yù)先探索地下水的污染類型等指標(biāo)，以能夠提前判斷污染源進(jìn)而實(shí)現(xiàn)地下水的合理開發(fā)使用。

結(jié)語：

在地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測信息化平臺(tái)建設(shè)中，為了加強(qiáng)管理平臺(tái)的能力，對大數(shù)據(jù)技術(shù)的積極引進(jìn)不僅提高了水資源的管理效率而且真正地實(shí)現(xiàn)了地下水的智慧監(jiān)測。從而為居民的生活和農(nóng)業(yè)灌溉以及社會(huì)生產(chǎn)帶來了高質(zhì)量用水來源，確保了社會(huì)經(jīng)濟(jì)資源的可持續(xù)發(fā)展。本文通過上面的舉證，充分體現(xiàn)了大數(shù)據(jù)的應(yīng)用價(jià)值，從而為順利開展地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測工作和涉水事務(wù)跨行業(yè)協(xié)調(diào)管理給予過硬的技術(shù)保障。

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作者簡介：李琳（出生年月：1988.07-），女，漢，籍貫（省市）：山東省、平陰縣人，職務(wù)職稱：水工環(huán) 工程師，學(xué)歷：碩士研究生，研究方向：水文地質(zhì)，環(huán)境工程

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