環(huán)境大數(shù)據(jù)應(yīng)用“含苞待放”_數(shù)據(jù)分析師考試

近期，大數(shù)據(jù)的“倩影”頻繁出現(xiàn)在國家出臺的各項方案和指導(dǎo)意見中，也成為環(huán)保系統(tǒng)熱議的內(nèi)容。

　　據(jù)了解，北京、武漢等不少省市的數(shù)據(jù)資源中心早已建成。截至目前，全國將近2/3?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）環(huán)保廳都已建成或正在建設(shè)環(huán)境數(shù)據(jù)資源中心。

　　面臨大數(shù)據(jù)的龍卷風(fēng)，環(huán)境數(shù)據(jù)資源中心是否做好了準(zhǔn)備？環(huán)境大數(shù)據(jù)應(yīng)用走到了哪個階段？

　　數(shù)據(jù)如何“開口說話”？

　　相比于其他省市的環(huán)境信息化建設(shè)，北京市環(huán)境信息化建設(shè)起步較早。北京市環(huán)境數(shù)據(jù)中心的建設(shè)開始于2012年，并于2013年正式投入使用，目前，北京市環(huán)保局各個業(yè)務(wù)處室主要的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)已經(jīng)進(jìn)入環(huán)境數(shù)據(jù)中心。

　　北京市環(huán)境信息中心主任陳海寧介紹說，數(shù)據(jù)中心的建設(shè)極大地便利了環(huán)保工作，比如原先環(huán)境監(jiān)察人員進(jìn)行污染源監(jiān)管，需要查閱大量紙質(zhì)資料，手工記錄現(xiàn)場情況，現(xiàn)在只要通過監(jiān)控終端或移動客戶端直接調(diào)取數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)，就可以對污染源相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行查閱和記錄，環(huán)境監(jiān)管省時省力。

　　但不久之后，陳海寧的困惑也出現(xiàn)了，“數(shù)據(jù)中心是建成了，但數(shù)據(jù)中心對各業(yè)務(wù)部門的幫助還很有限，如何開發(fā)更好的大數(shù)據(jù)產(chǎn)品為環(huán)境管理服務(wù)，成為數(shù)據(jù)中心要突破的瓶頸?！?/span>

　　同樣走在前頭的武漢市也面臨類似問題。武漢市環(huán)境信息中心主任詹煒介紹說，武漢環(huán)境數(shù)據(jù)中心很早就集成了各業(yè)務(wù)部門的數(shù)據(jù)，“但現(xiàn)在這些數(shù)據(jù)只用來做一些簡單的統(tǒng)計和報表，數(shù)據(jù)還沒有真正‘開口說話’。”

　　而更多省環(huán)保廳的環(huán)境信息中心處于不斷建設(shè)和完善的狀態(tài)。據(jù)了解，內(nèi)蒙古環(huán)境數(shù)據(jù)中心已經(jīng)基本建成，目前已經(jīng)進(jìn)入第三期建設(shè)；云南省正處在“數(shù)字環(huán)?！钡诙A段，重點(diǎn)建設(shè)資源數(shù)據(jù)中心。

　　環(huán)境保護(hù)部信息中心也很早就開始注意到數(shù)據(jù)資源的開發(fā)情況，希望大數(shù)據(jù)可以成為解決環(huán)保管理問題的鑰匙。去年開始，環(huán)境保護(hù)部信息中心副主任徐富春帶領(lǐng)探索大數(shù)據(jù)應(yīng)用，與微軟（中國）有限公司合作開發(fā)了城市局地大氣主要污染物時空分布大數(shù)據(jù)模型——U-Air，這一合作也開啟了大數(shù)據(jù)應(yīng)用的“第一春”。

　　以U-Air為代表的大數(shù)據(jù)應(yīng)用興起

　　目前，我國地面空氣質(zhì)量監(jiān)測點(diǎn)位的設(shè)置是根據(jù)行政區(qū)域設(shè)置，站點(diǎn)數(shù)量非常有限，不能反映污染物的空間分布，易受站點(diǎn)附近環(huán)境影響，造成不同區(qū)域受眾對數(shù)據(jù)可信性的質(zhì)疑。

　　就北京來說，北京市有35個地面空氣質(zhì)量監(jiān)測點(diǎn)，但不能完全反映整個北京市的空氣質(zhì)量狀況?！癠-Air通過獲取地面監(jiān)測站的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)，結(jié)合交通流、道路結(jié)構(gòu)、興趣點(diǎn)分布、氣象條件和人們流動規(guī)律等大數(shù)據(jù)，用基于機(jī)器認(rèn)知的算法就能模擬出城市細(xì)粒度（1km×1km）的空氣質(zhì)量，并能對未來24小時的空氣質(zhì)量進(jìn)行預(yù)測?！毙旄淮赫f，這不僅彌補(bǔ)了地面監(jiān)測在地域上的局限性，實(shí)時監(jiān)測每一寸土地，也破解了在沒有污染源排放清單、排放邊界不太清楚的條件下，如何預(yù)測城市空氣質(zhì)量的難題。

　　“U-Air是一個運(yùn)用大數(shù)據(jù)解決環(huán)保問題的典型案例，并且在科學(xué)性和技術(shù)性上都經(jīng)過了一定的驗(yàn)證?！毙旄淮焊嬖V記者，大數(shù)據(jù)應(yīng)用需要滿足3個條件，第一就是數(shù)據(jù)量要足夠大，第二是數(shù)據(jù)類型要多元化，第三是要基于機(jī)器認(rèn)知的學(xué)習(xí)方法和算法。U-Air除了有行業(yè)類結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，還有城市道路數(shù)據(jù)、路網(wǎng)結(jié)構(gòu)、氣象數(shù)據(jù)、地理位置、城市特征分布等數(shù)據(jù)，后臺也具備機(jī)器學(xué)習(xí)和認(rèn)知計算的條件。

　　微軟（中國）有限公司資深架構(gòu)師羅彤介紹，未來U-Air將可以提前預(yù)測1小時~5 小時的空氣質(zhì)量，以幫助人們更好地計劃自己的生活，比如什么時候和去哪里慢跑，什么時候應(yīng)該關(guān)窗戶、什么時候應(yīng)該帶上口罩。

　　其實(shí)，除了微軟在大數(shù)據(jù)應(yīng)用方面開展探索外，面對大數(shù)據(jù)這塊大蛋糕，環(huán)保產(chǎn)業(yè)已經(jīng)躍躍欲試。

　　中科宇圖天下科技有限公

　　司還建設(shè)了自己的大數(shù)據(jù)中心。據(jù)中科宇圖總裁姚新介紹，公司的大數(shù)據(jù)中心不僅包括各地環(huán)保業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，還有與環(huán)保相關(guān)的行業(yè)數(shù)據(jù)，目前，他們也研發(fā)了空氣質(zhì)量預(yù)警預(yù)測模型。

　　北京力鼎創(chuàng)軟科技有限公司提出了“霾計算”總體架構(gòu)，結(jié)合傳統(tǒng)空氣監(jiān)測數(shù)據(jù)、污染源數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、交通數(shù)據(jù)、餐飲、學(xué)校、加油站等信息，對空氣質(zhì)量進(jìn)行預(yù)警預(yù)測。

　　北京思路創(chuàng)新科技有限公司則利用大數(shù)據(jù)推出了環(huán)?？焖压δ埽瑢?shí)現(xiàn)了各類業(yè)務(wù)一體化查詢。此外，環(huán)?？焖堰€可以根據(jù)用戶偏好分析，自動為用戶推薦可能需要的環(huán)境數(shù)據(jù)。如污防部門每個季度都需要超標(biāo)排放的企業(yè)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)可以定時為用戶推送。

　　大數(shù)據(jù)分析的核心就是算法和模型的研究，IBM中國研究院在大數(shù)據(jù)應(yīng)用的模型上下足了功夫。據(jù)IBM中國研究院高級總監(jiān)王海峰介紹，IBM采用Watson認(rèn)知計算技術(shù)融合多類型多來源模型（物理模型、學(xué)習(xí)模型、專家模型），建立了可自調(diào)節(jié)的空氣質(zhì)量超級模型，可以用于環(huán)境污染仿真建模和天氣預(yù)測與預(yù)警。王海峰還介紹了大數(shù)據(jù)在監(jiān)測污染源方面的獨(dú)特優(yōu)勢，通過對衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)、移動用戶提供的污染源信息、地面污染源監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，就可以識別異常數(shù)據(jù)，為環(huán)境執(zhí)法提供依據(jù)。

　　而大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展又為環(huán)保部門與企業(yè)的合作提供了新的機(jī)遇。在環(huán)境保護(hù)部信息中心3月舉行的一次環(huán)境信息資源應(yīng)用研討會上，鄂爾多斯遇上了IBM。

　　鄂爾多斯大數(shù)據(jù)平臺只是開端

　　記者了解到，鄂爾多斯環(huán)保工作已經(jīng)進(jìn)入信息化帶動環(huán)境管理的新階段，環(huán)境數(shù)據(jù)資源中心也已建成，未來將全部布置在鄂爾多斯大數(shù)據(jù)中心。

　　鄂爾多斯環(huán)保局局長董介中介紹說，鄂爾多斯大數(shù)據(jù)中心將擁有市政、交通、農(nóng)業(yè)、氣象、能源等社會各方面的數(shù)據(jù)，不久，環(huán)保數(shù)據(jù)將真正對接大數(shù)據(jù)。開發(fā)大數(shù)據(jù)平臺、利用大數(shù)據(jù)為環(huán)保管理工作服務(wù)是鄂爾多斯環(huán)保局急切要解決的問題。于是，在環(huán)境保護(hù)部信息中心、內(nèi)蒙古自治區(qū)環(huán)保廳的支持和指導(dǎo)下，鄂爾多斯環(huán)保局與IBM合作建成環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺，并初步投入使用。

　　目前，除了傳統(tǒng)的地面觀測數(shù)據(jù)、排放清單、重點(diǎn)污染源監(jiān)測數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、地形地貌，大數(shù)據(jù)平臺還集納了衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)、企業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)、移動傳感器數(shù)據(jù)、社會輿論、企業(yè)信用情況等數(shù)據(jù)資源。

　　“大數(shù)據(jù)平臺的一大特點(diǎn)就是可以準(zhǔn)確溯源，當(dāng)自動觀測站數(shù)據(jù)發(fā)生異常的時候，平臺會自動觸發(fā)溯源分析，依次進(jìn)行氣象分析、空氣質(zhì)量分析，然后開始污染溯源，再進(jìn)行企業(yè)集中生產(chǎn)分析。”董介中告訴記者，大數(shù)據(jù)平臺溯源可以給出量化分析結(jié)果，從而為精準(zhǔn)執(zhí)法提供數(shù)據(jù)支撐，有利于提高執(zhí)法效率。

　　以往，溯源基本上依靠人工觀測，無法估算具體的貢獻(xiàn)量，極容易出現(xiàn)偏差。鄂托克旗位于內(nèi)蒙古烏海市與鄂爾多斯市交界處，毗鄰多個工業(yè)園區(qū)，污染狀況一直處于說不清的狀態(tài)，經(jīng)過大數(shù)據(jù)平臺的計算，鄂托克旗徹底搞清了污染來源。“大數(shù)據(jù)平臺的溯源功能便于我們環(huán)保部門有針對性地開展環(huán)境治理?！倍橹姓f。

　　除了溯源外，大數(shù)據(jù)平臺還可以對重污染天氣進(jìn)行預(yù)測預(yù)警，甚至可以預(yù)測哪一天將出現(xiàn)重污染天氣，從而有利于環(huán)保部門有針對性地管控污染源，避免重污染天氣的出現(xiàn)。鄂爾多斯信息中心接入在線監(jiān)控數(shù)據(jù)和空氣自動站數(shù)據(jù)后，記者看到一張色塊動態(tài)圖，綠色代表空氣質(zhì)量最優(yōu)，顏色越來越深，就代表空氣質(zhì)量越來越差。

　　鄂爾多斯環(huán)保局大數(shù)據(jù)平臺可說是環(huán)保系統(tǒng)開展大數(shù)據(jù)應(yīng)用的一個代表，大數(shù)據(jù)建設(shè)也將成為環(huán)境保護(hù)部下一步工作的重點(diǎn)。