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    為落實《生態(tài)環(huán)境智慧監(jiān)測創(chuàng)新應(yīng)用試點工作方案》（環(huán)辦監(jiān)測函〔2022〕63號）要求，加強對試點工作的指導，生態(tài)環(huán)境智慧監(jiān)測創(chuàng)新應(yīng)用技術(shù)指導委員會辦公室組織業(yè)務(wù)專家圍繞智慧監(jiān)測創(chuàng)新應(yīng)用進行系列權(quán)威解讀。第五期由中國環(huán)境監(jiān)測總站監(jiān)測業(yè)務(wù)管理室倪永高級工程師介紹大數(shù)據(jù)技術(shù)在智慧監(jiān)測中的應(yīng)用。

   大數(shù)據(jù)技術(shù)有助于生態(tài)環(huán)境監(jiān)測數(shù)字化轉(zhuǎn)型

   大數(shù)據(jù)技術(shù)作為“數(shù)字生產(chǎn)力”，具有數(shù)據(jù)高效采集和預(yù)處理、數(shù)據(jù)科學組織存儲、數(shù)據(jù)智能分析與挖掘、數(shù)據(jù)可視化展示和應(yīng)用等特征，能幫助行業(yè)快速獲取有價值的信息，支持智慧化管理與決策、精準、高效解決行業(yè)問題。生態(tài)環(huán)境監(jiān)測是生態(tài)環(huán)境保護的重要基礎(chǔ)，是推進生態(tài)文明建設(shè)的重要支撐。加強生態(tài)環(huán)境監(jiān)測是推動實現(xiàn)減污降碳協(xié)同增效的迫切需要，也是推進生態(tài)環(huán)境治理體系和治理能力現(xiàn)代化的重要舉措。充分利用大數(shù)據(jù)技術(shù)優(yōu)勢，解決環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)獲取、環(huán)境質(zhì)量分析、環(huán)境質(zhì)量預(yù)測預(yù)報、環(huán)境污染成因解析、污染源執(zhí)法監(jiān)測、環(huán)境風險應(yīng)急預(yù)警等業(yè)務(wù)情景下面臨的問題，對于保障生態(tài)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)“真、準、全、快、新”，實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測數(shù)字化轉(zhuǎn)型、讓我國生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)更加完善科學、生態(tài)環(huán)境管理、社會服務(wù)支撐更加扎實有力有重要意義。

   大數(shù)據(jù)在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域用到的關(guān)鍵技術(shù)

   大數(shù)據(jù)技術(shù)與生態(tài)環(huán)境監(jiān)測行業(yè)的有機結(jié)合是發(fā)揮生態(tài)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)應(yīng)用效益、提高監(jiān)測監(jiān)管工作效率、推進環(huán)境監(jiān)測業(yè)務(wù)革新的重要途徑。與電力、水利、工信等其它行業(yè)相似，生態(tài)環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域的大數(shù)據(jù)關(guān)鍵技術(shù)主要有4種類型，分別是數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理；監(jiān)測數(shù)據(jù)集成管理；數(shù)據(jù)分析和挖掘；數(shù)據(jù)時空可視化展現(xiàn)和應(yīng)用。數(shù)據(jù)采集技術(shù)主要是指通過傳感器、通信網(wǎng)絡(luò)、智能識別系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)泛在等多種生態(tài)環(huán)境監(jiān)測感知手段實現(xiàn)對各種環(huán)境監(jiān)測對象信息的快速定位、采集、傳輸、信號轉(zhuǎn)換等。數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)是以直接面向快速分析處理為目的，對多種類型數(shù)據(jù)進行抽取、清洗、轉(zhuǎn)換等操作，實現(xiàn)對復(fù)雜數(shù)據(jù)的快速、規(guī)范化處理。生態(tài)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)類型多樣，常見以結(jié)構(gòu)化為主，也有半結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化。除文本字符以外，也有視頻、圖片、GIS等數(shù)據(jù)，單純依靠傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫是無法滿足數(shù)據(jù)存儲要求的。關(guān)系型數(shù)據(jù)庫、空間數(shù)據(jù)庫、分布式文件系統(tǒng)、云存儲、NoSQL等多種數(shù)據(jù)存儲技術(shù)支撐監(jiān)測數(shù)據(jù)的高效管理和靈活調(diào)用。數(shù)據(jù)集成管理技術(shù)主要是針對生態(tài)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的整合、存儲和資源化過程，根據(jù)實際業(yè)務(wù)需要選擇不同的存儲模式，在多種數(shù)據(jù)存儲技術(shù)基礎(chǔ)上，面向業(yè)務(wù)應(yīng)用實現(xiàn)提供統(tǒng)一數(shù)據(jù)服務(wù)的能力，實現(xiàn)業(yè)務(wù)應(yīng)用與數(shù)據(jù)存儲基礎(chǔ)設(shè)施的解耦。數(shù)據(jù)分析與挖掘技術(shù)允許利用數(shù)理統(tǒng)計、數(shù)值模擬、算法模型、機器學習、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多種方法，使用分布式計算、內(nèi)存計算與數(shù)據(jù)流處理等多種數(shù)據(jù)處理手段對環(huán)境質(zhì)量、污染排放、監(jiān)控監(jiān)管、自然資源、社會經(jīng)濟等數(shù)據(jù)進行深度挖掘分析，識別環(huán)境風險或污染排放異常行為，研究關(guān)聯(lián)關(guān)系及變化規(guī)律，提升監(jiān)控預(yù)警或環(huán)境質(zhì)量預(yù)測預(yù)報水平，高效支撐管理決策，優(yōu)化環(huán)境治理措施。數(shù)據(jù)時空可視化展現(xiàn)和應(yīng)用技術(shù)允許以圖文、報表、GIS、二三維等形式將環(huán)境形勢分析研判、污染精細化管控、監(jiān)測信息公開等相關(guān)內(nèi)容動態(tài)、直觀、生動、智能地呈現(xiàn)給決策者、管理者、業(yè)務(wù)技術(shù)人員和社會公眾等用戶，供其分析使用。

    大數(shù)據(jù)技術(shù)在智慧監(jiān)測中的應(yīng)用場景

    2021年，中國環(huán)境監(jiān)測總站結(jié)合新技術(shù)的發(fā)展和監(jiān)測業(yè)務(wù)需求，對大數(shù)據(jù)技術(shù)在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域的應(yīng)用進行了充分調(diào)研，當前監(jiān)測領(lǐng)域在數(shù)據(jù)信息生產(chǎn)、數(shù)據(jù)匯交共享、數(shù)據(jù)挖掘分析上存在諸多不足，國、省、市、縣各級在智慧感知、管理決策、數(shù)據(jù)共享與信息公開等方面對大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用均有廣泛需求。

    在智慧感知方面，綜合大數(shù)據(jù)，物聯(lián)網(wǎng)，衛(wèi)星遙感，航空、無人機、無人船遙感等技術(shù)研究提升生態(tài)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測、污染源監(jiān)測、突發(fā)事件應(yīng)急監(jiān)測等情境下地面觀測、遙感監(jiān)測、互聯(lián)網(wǎng)泛在等數(shù)據(jù)的采集、傳輸、匯聚和質(zhì)控能力，保障數(shù)據(jù)質(zhì)量、數(shù)據(jù)時效和數(shù)據(jù)安全，簡化優(yōu)化自動監(jiān)測和手工監(jiān)測規(guī)范流程，輔助提升天地一體協(xié)同監(jiān)測感知能力，為環(huán)境質(zhì)量形勢分析、污染精細化管控提供重要技術(shù)保障。

    在管理決策方面，依托數(shù)據(jù)分析挖掘技術(shù)開展環(huán)境質(zhì)量形勢分析、管控任務(wù)達標分析、污染源排放監(jiān)管、污染物追因溯源、工業(yè)園區(qū)污染物管控、生態(tài)環(huán)境質(zhì)量會商、環(huán)境空氣質(zhì)量精細化預(yù)報、大氣網(wǎng)格化監(jiān)測監(jiān)管、水環(huán)境質(zhì)量精細化管理、流域綜合治理、秸稈燃燒識別、“削峰降速”等管控措施成效評估、環(huán)境質(zhì)量民意調(diào)查與輿情監(jiān)測分析等，通過加強數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析和智能化應(yīng)用，讓監(jiān)測更智能、讓排污更透明、讓管控更精準、讓決策更科學。

    在數(shù)據(jù)共享與信息公開方面，通過數(shù)據(jù)集成管理技術(shù)、數(shù)據(jù)時空可視化展現(xiàn)與應(yīng)用技術(shù)在數(shù)據(jù)資源中心、數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)、生態(tài)環(huán)境綜合管理平臺、數(shù)據(jù)門戶網(wǎng)站、APP建設(shè)上，統(tǒng)籌實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)資源加工治理，生態(tài)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)與基礎(chǔ)地理信息、水文、氣象、交通、能源、衛(wèi)星遙感等數(shù)據(jù)融合，大數(shù)據(jù)平臺集中管理，綜合管理平臺匯報展示，數(shù)據(jù)開放共享等能力。目前，智慧監(jiān)測創(chuàng)新應(yīng)用試點工作重點推進生態(tài)環(huán)境質(zhì)量聯(lián)合會商，要求支持“國-省-市”多級數(shù)據(jù)貫通，“縱向”實現(xiàn)國家、省、市的貫通，“橫向”做到各部門、各要素的貫通融合，進一步提高各試點單位數(shù)據(jù)融合和共享服務(wù)水平。

    大數(shù)據(jù)技術(shù)的廣泛應(yīng)用是智慧監(jiān)測發(fā)展的必然趨勢，智慧監(jiān)測創(chuàng)新應(yīng)用技術(shù)指導委員會將積極推進大數(shù)據(jù)技術(shù)在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域的應(yīng)用，在國-省-市不同層級探索積累先進經(jīng)驗，創(chuàng)新大數(shù)據(jù)應(yīng)用的政策環(huán)境、部門協(xié)同機制、應(yīng)用實施能力和社會認同方式，促進物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術(shù)與環(huán)境監(jiān)測業(yè)務(wù)的深度融合，助力實現(xiàn)監(jiān)測感知高效化、分析關(guān)聯(lián)化、應(yīng)用智能化、測管一體化、服務(wù)社會化，為精準治污、科學治污、依法治污提供有力支撐。