大數據技術在生態環境領域的應用綜述

楊青

摘要：現階段來看，我國信息技術水平正在不斷提升，各種信息技術的衍生技術在我國應用也越來越廣泛，在實際應用的過程中發揮出了較為理想的效果。對于大數據技術來說，其屬于現階段互聯網信息時代所誕生的重要技術手段之一，可以實現對多類型、多來源數據的高效處理。目前來看，大數據技術在我國生態環境領域的應用也受到了廣泛關注，但是其在中國生態領域的應用依然處于初級階段，相關經驗較為有限，但是無論如何，其對促進我國生態環境領域的和諧發展起到了積極作用。基于此，本文也嘗試對大數據技術在生態環境領域的應用情況進行了深入分析。

關鍵詞：大數據技術;生態環境領域;應用分析

中圖分類號：TP311? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）03-0023-02

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

對于大數據技術來說，其主要分為數據產品、處理過程以及認知過程3個層次，這3個層次都有自身重要功能。對于數據產品來說，其主要特征體現在容量大、類型多，并且具有較高的實踐應用價值;而對于處理過程來說，其主要是對海量的信息數據進行采集、存儲以及分析，這一系列環節的時限使得數據可視化程度明顯提升;對于認知過程來說，主要是指通過數據處理來者對其全新的認知，從而使得數據價值得到體現，改變以往對于類似數據信息的認知結構。將大數據技術應用到我國生態環境領域之后，標志著我國生態學的發展進入了一個新的階段，而大數據技術的研發廣度也有了一定提升。對于傳統的生態環境數據信息來說，往往體現出了一定的無序性以及孤立性，這也使得生態環境數據分析工作的開展質量很難得到保證，也對生態環境監測評價以及管理工作的展開產生了較大阻礙。而隨著我國生態環境大數據技術體系的發展，可以實現多來源以及多類型生態環境數據的分析，在一定程度上促進了我國生態環境保護工作的開展。

1 生態環境大數據技術體系簡析

1.1 大數據采集技術

對于生態環境大數據技術體系來說，大數據采集技術是其中的重要組成部分，其主要包括衛星遙感系統、傳感系統、射頻識別系統以及移動平臺等，通過上述幾個環節來實現數據采集。隨著現階段我國信息技術水平的不斷提升，在數據采集方面所應用的技術也越來越先進，生態環境大數據采集獲取方式變得更加多樣化，所采集的數據種類主要包括衛星遙感監測數據、地面監測數據以及地理信息數據等。在實際展開生態環境數據采集工作的時候，遙感技術的使用頻率最高，遙感技術的應用可以使空間信息在生態環境領域發揮出獨特作用，構建起覆蓋全球的生態環境監測網絡，可以實現衛星遙感監測以及地面監測[1]。而對于其中的地面監測網絡來說，主要包括全球環境監測網絡以及氣象站監測網絡。地面氣象站監測網絡中會涉及多種數據來源，并且要對超過3萬個氣象站點進行數據監測，會覆蓋多個國家以及地區，可以實時獲取氣壓、風向、風速以及溫度等信息;而對于全球環境監測網絡來說，其主要涵蓋生態系統監測以及網絡環境監測兩個方面，所收集到的數據信息可以實現對水生態以及陸地生態情況的分析，同時也可以實現對環境質量以及環境污染程度的深入分析。整體來看，大數據采集技術在我國的應用建立了世界范圍的環境數據收集平臺，從而可以更好地應對現階段生態環境變化情況，這也使得大數據采集技術的價值得到了充分發揮[2]。

1.2 大數據處理技術

現階段來看，大數據處理技術在我國應用范圍越來越廣，在生態環境領域的應用發揮出了理想效果，由于生態環境領域的數據來源具有多樣化的特點，所以其數據類型以及處理方法往往千差萬別，所涉及的大數據處理技術流程也有較大差別，通常情況下可以將其劃分為獲取、集成以及分析3個階段;也有一部分行業內部的專家學者將其劃分為了采集預處理、儲存、分析以及可視化4個階段。在對大數據處理技術進行應用的時候，數據儲存管理系統、數據深入處理系統以及數據整合挖掘系統發揮出了重要作用。對數據儲存管理系統來說，其是展開生態環境大數據處理的基礎，其運行過程中很好地體現出了兼容性以及拓展性，同時其運行穩定性較高，在運行過程中往往不會受到外界因素的影響[3]。最具有代表性的文件系統是HDFS以及GFS，這兩個文件系統在實際應用的過程中發揮出了較為理想的效果，雖然數據來源較為復雜，并且數據結構具有多樣化特點，但是數據預處理系統應用上述兩種文件系統之后，便可以在較短時間內對數據來源以及結構進行明確，從而展開預處理工作。由于生態環境大數據具有一定的復雜性以及特殊性，因此在展開行分析的時候，應該注意將多種模式進行有效結合，利用現階段先進的統計分析以及地理信息等算法，保證最終所得數據的科學性以及準確性。

2 大數據技術在生態環境領域的實踐應用分析

2.1 在生態環境監測評價中的應用

將大數據技術應用到生態環境監測評價中之后，可以實現對相關數據的長期監測以及自動傳輸，在這一過程中，大數據技術中的在線監測系統以及數據處理系統發揮出了重要作用。大數據技術的發展與現階段我國生態環境監測工作的實際需求情況較為符合，使得生態環境監測的宏觀結構要求得到滿足，能夠準確監測到水文、氣象環境污染因素等等[4]。但是很多時候監測區域內部的環境變化較為復雜，這也使得在線監測數據量更大，大數據技術的應用實現了對水文、水利以及氣象環境等多個領域數據的監測，監測是通過無線傳感網絡來實現的，具有較強的動態性，同時也保證了最終監測結果的精準程度。

大數據技術在生態環境監測評價中應用優勢體現在以下兩個方面：首先，明顯提升了生態環境監測有效性。將大數據技術應用到大區域的環境污染數據分析中之后，提升了數據分析效率，可以實現對大量數據的高速處理，并且能夠顯示出較為準確的環境質量評價指數，這在很大程度上突破了傳統生態環境監測方式的限制，促進了我國生態環境領域的快速發展;其次，實現了對數據的優化分析。大數據技術在我國生態環境領域中的應用主要是依靠計算機軟件來對監測數據進行優化分析，一般情況下會考慮應用監測預警的診斷方式，對于此種診斷方式來說，實現了對以往噪聲大數據監測平臺的優化，同時也建立起了更為完善的水利以及土壤數據分析庫[5]。大數據技術的應用實現了對生態環境質量以及影響因素的跟蹤監測、評價，可以結合現階段全球土地數據實際情況進行信息數據處理分析，結合所監測區域的氣候條件、社會條件以及經濟條件等等多方面因素來構建起大數據平臺，實現對該地區土地生態變化影響因素的深入分析。

與此同時，大數據技術在生態環境監測評價中的應用，也體現出了一些不足之處，隨著現階段我國對生態環境保護要求標準的不斷提高，很多所得到的監測數據往往缺乏有效整合和分析，并且最終的評價效率很難得到保證，這也使得部分領域與之相關的、有價值的數據沒有得到及時開發[6]。

2.2 在模擬預測中的應用

大數據技術在現階段我國生態環境領域的模擬預測中應用越來越廣泛，主要是通過大數據技術與生態環境專業模型的結合來實現對不同區域環境污染情況的預測以及預警，尤其對于那些影響因素較多的地區來說，由于其動態變化復雜程度較高，應用傳統監測評價方式往往很難取得理想效果，而應用模型模擬的方式，可以使水和大氣環境預測預警以及風險評估工作的開展更加順利。對于，模型模擬預測來說，在實際展開的過程中會涉及氣象、水文、水動力、輻射以及對流等多個方面的數值確定，可以有效掌握較為復雜的空間變化，是現階段我國應用的重要預測預警手段。

大數據技術在模擬預測中的應用優勢主要體現在以下兩個方面：首先，提升了模擬精度以及預測效率。現階段，生態環境部門聯合微軟公司開發了城市大氣主要污染物時空分布大數據模型，可以實現對空氣質量、道路結構、交通流以及氣象條件等多種數據的預測。此外，北京市政府還聯合IBM公司開發了“綠色地平線”平臺，其是以大數據技術作為基礎前提，實現了對區域內部企業排放情況的數據化總結，并且能夠對這些數據信息進行深入分析，從而高精度地預報未來72h內空氣環境質量。由此可以看出，大數據技術在模擬預測中的應用不僅提升了模擬精度，同時也進一步提升了預測效率，這也使得其在行業內部應用范圍不斷拓展;其次，實現了區域污染動態預警。大數據技術的應用，實現了區域范圍內污染情況的實時監測，一旦發現污染程度超出標準值，便可以在第一時間發出預警，從而保證了預警的實時性。

大數據技術在模擬預測中的應用也體現出了一些不足之處，主要表現在利用大數據技術進行數據采集以及傳遞的時候很可能會產生信息滯后的現象，嚴重的還可能導致數據缺失。

3 結束語

總之，大數據技術在我國生態環境領域的應用還處在推廣階段，整體來看應用效果較為理想，無論是在生態環境監測評價中的應用，還是在模擬預測中的應用，都體現出了此項技術的價值。但是與此同時，我們也發現大數據技術在生態環境領域的應用尚且存在一些需要不斷完善的地方，我國相關技術人員應該進一步提升大數據技術與生態環境領域融合開發研究的力度，從而促進我國生態環境健康穩定發展。

參考文獻：

[1] 趙群英.大數據技術在生態環境領域的應用研究[J].百科論壇電子雜志，2020，20（8）：1493-1494.

[2] 熊麗君，袁明珠，吳建強.大數據技術在生態環境領域的應用綜述[J].生態環境學報，2019，28（12）：2454-2463.

[3] 曹越.大數據技術在生態環境保護中的應用價值研究[J].環境科學與管理，2020，45（11）：26-30.

[4] 邵斌，劉建濤.大數據技術在生態環境領域應用[J].福建質量管理，2020，20（18）：287.

[5] 趙明.探析大數據技術在環境執法工作中的應用[J].商品與質量，2020，15（25）：236.

[6] 張莉.大數據技術在環境監測中的應用[J].建材發展導向（上），2020，18（5）：154-155.

【通聯編輯：李雅琪】