大數據在生態環境監測領域應用研究進展

侯鵬

（江蘇省生態環境監測監控有限公司，江蘇南京 210019）

隨著互聯網技術的發展和移動通信技術的快速進步，我們可以發現，信息數據已經呈現出了爆發性增長，對于這些數據，最好的利用方式就是使用大數據技術來進行統籌分析。而生態環境在監測的過程中也會產生大量的大數據，對于這些數據的利用，大數據能夠發揮出最大的作用，從而更好地提升生態監測水平以及監測范圍。

1.生態環境大數據

隨著經濟水平的快速進步與發展，全世界的生態環境都受到了一定的影響，因此這方面的問題也受到了廣泛的關注與重視。在當下的實際監測過程中可以發現，全世界的生態環境問題具體來說主要表現在了幾方面，這其中包括環境污染、土地退化、森林衰減、生物多樣性下降、水資源匱乏、大氣環境污染嚴重等。而生態環境大數據這一概念早在20世紀中葉就有了相關思想的出現，站在宏觀的角度上來說，大數據技術的使用能夠有效地解決當下復雜的生態環境問題，同時也能夠帶來全新的機遇。可以說生態環境大數據主要是站在多部門、多源頭的基礎上來進行連續觀測，從而實現對生態大數據的集成分析以及整體信息挖掘。通過在這一過程中找到關鍵問題與關鍵區域并且進行對比，就能夠制定出不同的處理方案以及解決方法[1]。

2.大數據在生態環境領域的應用進展

大數據的實際價值很多時候還需要應用在大數據的應用方面，人們之所以關心大數據，主要的原因就是大數據能夠讓人們的生活擁有更強的針對性，提升工作效率以及生活目標的準確性。

2.1 全球氣候變化預測

進入20世紀之后，隨著工業革命的開展，生產力實現了爆發式的增長，而隨之而來的就是溫室氣體的逐漸增多，全球氣候都隨之出現了一定的異常。那么未來如何才能夠提升氣象預報的精確性，如何才能夠長期應對各種災害帶來的危害，避免人員傷亡和財產損失，成為人們關注的主要內容和具體方向。然而，由于氣候體系整體上來說屬于一個不穩定的高階非線性系統，因此內部的相互作用非常復雜，這也導致氣候的變化極其復雜并且擁有一定的可變化性。未來使用大數據技術之后，能夠讓氣候變化預測以及氣象預報的精確性實現進一步的提升和增長。隨著新氣象觀測設備的推廣和使用后，氣象觀測水平由過去的較少常規觀測轉移到了現在的大量多指標非常規觀測，觀測的頻率以及精度實現了極大的提升，同時產生的數據則是通過大數據技術進行對比分析，從而明確最大可能的未來天氣。

2.2 生態網絡觀測與模擬

在生態網絡研究方面，大數據的實際應用具體來說可以追溯到大科學研究時期，但是生態網絡研究的主要目的就是能夠收集大量的數據，而當下這一活動已經轉變成為了國際長期生態研究計劃。國際長期生態研究計劃的主要目的就是依據研究站來開展生態系統過程與格局方面的研究工作，意義在于能夠系統性的收集并且存儲所有的二線關數據。而當下國際上存在的觀測網絡中，其中絕大多數都屬于站在長期定位污染的角度上來收集區域當中的大氣、水、土壤，從而進行綜合性觀測[2]。使用網絡觀測的方式能夠收獲超級多的數據以及資料，因此涵蓋的內容也比較豐富，可以說具備有生態環境大數據的基本特征。除此之外，大數據在生態系統研究方面的應用還需要生態系統進行長期定位，從而對網絡進行研究。圖1為我國的國家生態系統觀測研究網絡基礎概念。

2.3 區域大氣污染治理

生態環境問題之所以復雜，不僅僅在于生態系統的復雜，更是由于生態環境問題時刻都受到地球、生命、社會等多領域的作用影響。改革開放之后，中國發展模式主要關注了經濟的發展速度，忽視了對于資源的消耗和對于排放的控制，這導致生態環境污染問題極其嚴重。我國在近10年的發展中，出現了非常多的霧霾天氣以及空氣污染，比如說PM2.5劇增等問題[3]。

未來只有及時的分析大氣污染的主要原因，才能夠實現精確的預測以及分析，從而及時反饋相關數據，明確災難出現的主要原因。然而，大氣污染數據由于各方面原因的影響，導致數據呈現出非常復雜的時間關系以及空間關系，同時數據的類型非常多樣化，很多時候除了數據自身之外，還包括了相關經濟統計問題、交通流量問題等內容。大數據技術的出現讓地區大氣質量管理、區域間協調合作等相關工作提供了技術以及決策支持，通過海量數據的整合與分析，能夠將數據進行抽取與分析，從而更好的為實施地區之間空氣污染聯防聯控處理帶來了全新的機遇。

2.4 其他方面

大數據技術在生態領域當中還有非常多的其他方面應用方式：比如說在生態環境資源管理方面，由于涉及到了非常的多的數據內容以及存儲格式，因此使用的傳統數據管理方法很多時候無法對生態環境資源進行有效管理和控制。隨著大數據技術的快速發展和進步，很多時候針對于數據的處理、分析、存儲技能水平也隨之提升。針對生態環境大數據平臺對于各類生態環境資源數據的重新整合，未來實現生態環境資源的優化以及開發成為解決當下資源開發過度并且過于不合理問題的主要方式。在生態環境評價方面，大數據技術的出現能夠將模型模擬、人工智能、評價各類生態系統現狀以及可能存在的不利于穩定的因素進行統一處理。比如說在對生態環境質量評價、安全評價、風險評價等過程中發揮出作用，從而更好地為生態環境決策提供科學的依據以及幫助。但是在實際應用的過程中可以發現，由于缺乏數據共享方式，很多時候數據孤島經常出現，未來需要建立更加嚴謹的數據共享資質，從而更好地進行數據分享，避免出現孤島。除了這些應用方面，我國大數據在生態環境方面的應用依舊略顯不足，大數據的力量以及作用尚未發揮出來，尤其是政府對于大數據在生態環境方面的應用水平依舊很低，沒有形成一個成熟的生態環境大數據產業鏈。

3.結語

在我國的生態領域當中，盡管大數據得到了初步的應用，但是中國幅員遼闊，生態環境非常復雜，很多時候雖然數據處理能力得到了提升，但是監測網絡設備依舊需要加強。希望我國能夠在未來發展的過程中，對于環境監測一條龍建設提供更好的發展空間以及發展方向，從而實現進一步的水平提升與進步。