大數(shù)據(jù)視域下的海洋生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)庫建設(shè)

苗莉莉 中國海洋大學(xué)國際事務(wù)與公共管理學(xué)院

1 問題的提出

大數(shù)據(jù)時(shí)代催生了數(shù)據(jù)治理，大數(shù)據(jù)的價(jià)值體現(xiàn)在大數(shù)據(jù)的應(yīng)用上，從大數(shù)據(jù)的應(yīng)用現(xiàn)狀現(xiàn)狀來看，大數(shù)據(jù)應(yīng)用處于初期階段，各行各業(yè)呈現(xiàn)“階梯式”格局，發(fā)展不平衡，在互聯(lián)網(wǎng)、金融等領(lǐng)域優(yōu)先發(fā)展，在衛(wèi)生保健、公共管理、生態(tài)環(huán)境等領(lǐng)域發(fā)展的相對(duì)滯后。在生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域應(yīng)用大數(shù)據(jù)的實(shí)踐活動(dòng)處于萌芽階段，大數(shù)據(jù)在海洋生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用更少。目前，大數(shù)據(jù)在海洋生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用幾乎是零散的，缺乏跨行業(yè)跨部門的應(yīng)用，不能形成系統(tǒng)的海洋生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)庫。另外，我國在建設(shè)海洋生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)庫過程中，也存在一系列的問題和困難，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理方式已不適應(yīng)大數(shù)據(jù)時(shí)代的要求，急需尋找新的技術(shù)對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行治理，建立系統(tǒng)完善的海洋生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)庫，因此，大數(shù)據(jù)時(shí)代，海洋生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)庫引入大數(shù)據(jù)技術(shù)是現(xiàn)實(shí)和時(shí)代發(fā)展的要求。

海洋生態(tài)環(huán)境對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)和海洋生物生存與發(fā)展具起著重要作用，海洋污染和海洋生態(tài)環(huán)境的破壞凸顯了對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境與人口資源相互作用的深入和科學(xué)認(rèn)識(shí)，存在嚴(yán)重的信息不對(duì)稱問題。主要原因是，海洋管理主體尚未建立海洋生態(tài)環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)，難以實(shí)現(xiàn)海洋生態(tài)環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)測和海洋災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)。這一監(jiān)測系統(tǒng)需要建立在大量的海洋生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，這就要求利用大數(shù)據(jù)技術(shù)建立海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)海洋生態(tài)環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測，開展科學(xué)的海洋災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)。大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來為解決海洋生態(tài)環(huán)境問題提供了新的思路和視角。

2 大數(shù)據(jù)概述

大數(shù)據(jù)是指大規(guī)模、高增長、多元化海量的信息資產(chǎn)，需要新的處理模式，具備更強(qiáng)的決策能力、洞察力和流程優(yōu)化能力。大數(shù)據(jù)技術(shù)在解決數(shù)據(jù)量巨大、數(shù)據(jù)類型多、數(shù)據(jù)不完備、流動(dòng)性大的數(shù)據(jù)方面具有傳統(tǒng)計(jì)算技術(shù)不可比擬的優(yōu)勢。在20世紀(jì)中葉，大數(shù)據(jù)思想開始出現(xiàn)在生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域，宏觀生態(tài)學(xué)首先意識(shí)到大數(shù)據(jù)的價(jià)值。生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)是大數(shù)據(jù)理論在生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用、實(shí)踐和發(fā)展。利用大數(shù)據(jù)的概念、方法和技術(shù)，收集、存儲(chǔ)、分析和利用生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域的數(shù)據(jù)，解決生態(tài)環(huán)境問題。海洋生態(tài)環(huán)境是生態(tài)環(huán)境的重要組成部分。大數(shù)據(jù)技術(shù)還可以為海洋生態(tài)環(huán)境問題提供技術(shù)支持和指導(dǎo)。

3 海洋環(huán)境數(shù)據(jù)庫建設(shè)中存在的問題

3.1 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范化程度偏低

標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化程度低是海洋環(huán)境數(shù)據(jù)庫建設(shè)中需要解決的首要問題。查閱有關(guān)資料以及登錄國家海洋局和各個(gè)地方海洋與漁業(yè)廳網(wǎng)站，所能獲取到的有關(guān)海洋環(huán)境質(zhì)量的信息，其中大部分發(fā)布在海洋環(huán)境質(zhì)量公報(bào)中，據(jù)此，海洋環(huán)境質(zhì)量公報(bào)是建立海洋環(huán)境數(shù)據(jù)庫的重要數(shù)據(jù)支撐。本文選取了2010年至2016年國家海洋環(huán)境質(zhì)量公報(bào)與山東省海洋環(huán)境質(zhì)量公報(bào)，一方面，從縱向上看，國家和山東省的海洋環(huán)境質(zhì)量公報(bào)的監(jiān)測內(nèi)容和指標(biāo)自2010年到2016年，每年的標(biāo)準(zhǔn)都不同，不能形成統(tǒng)一的監(jiān)測指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)，這就不利于對(duì)海洋環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行交換、整合、利用，顯然它不能融入海洋環(huán)境大數(shù)據(jù)，則需用大數(shù)據(jù)技術(shù)建設(shè)海洋生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)庫。另一方面，從橫向角度來看，國家海洋環(huán)境質(zhì)量公報(bào)與山省海洋環(huán)境質(zhì)量公報(bào)監(jiān)測數(shù)據(jù)、內(nèi)容、標(biāo)準(zhǔn)和關(guān)注點(diǎn)有很大差異。經(jīng)過對(duì)比發(fā)現(xiàn)，無論從時(shí)間縱軸上還是空間上看，海洋環(huán)境質(zhì)量公報(bào)監(jiān)測的指標(biāo)多變，沒有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)引標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)化程度低。國家和地方省市對(duì)于海洋環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測的指標(biāo)、衡量的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該大致相同，這樣才有利于建設(shè)全國共享的海洋環(huán)境數(shù)據(jù)庫，而不是現(xiàn)在的“一地一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)”、“國家與地方不統(tǒng)一”的現(xiàn)象。國家和地方標(biāo)準(zhǔn)不一致必然會(huì)為海洋環(huán)境數(shù)據(jù)庫的建設(shè)帶來巨大困難。

3.2 數(shù)據(jù)共享不足，協(xié)同能力差

海洋生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)需要整合各地區(qū)、各部門、社會(huì)等多種來源的數(shù)據(jù)，只有不同級(jí)別、不同部門、不同類型的海洋環(huán)境數(shù)據(jù)相互集合、碰撞以及共享形成海洋生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)，才能有效地利用海洋生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)進(jìn)行海洋環(huán)境預(yù)警、監(jiān)測，為相關(guān)部門制定海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)政策和貫徹實(shí)施提供依據(jù)。但是，就海洋生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)的現(xiàn)狀而言，實(shí)現(xiàn)海洋生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)共享和協(xié)作是一個(gè)巨大挑戰(zhàn)。首先，我國海洋生態(tài)環(huán)境的數(shù)據(jù)資源使用能力是分散的，被國家、各個(gè)地方等不同的主體所擁有，許多數(shù)據(jù)之間互不連通，形成“數(shù)據(jù)割據(jù)”、“數(shù)據(jù)孤島”的現(xiàn)象，不能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和協(xié)同，而只有不同的主體之間實(shí)現(xiàn)良性的互動(dòng)和協(xié)作，促進(jìn)海洋生態(tài)系統(tǒng)中大數(shù)據(jù)的共享和協(xié)同，才能更好地探索、挖掘和利用大數(shù)據(jù)價(jià)值。其次，海洋生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)的開放程度偏低，許多不涉及安全問題的數(shù)據(jù)沒有對(duì)社會(huì)大眾開放，另外，即使有些數(shù)據(jù)對(duì)社會(huì)開放，大多數(shù)數(shù)據(jù)是公開的而不是開放的，數(shù)據(jù)類型單一，大多是靜態(tài)數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)化程度高的數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)很少涉及。然而，在大數(shù)據(jù)時(shí)代，要想解決紛繁復(fù)雜的海洋環(huán)境問題，必然要利用海量的數(shù)據(jù)以及動(dòng)態(tài)和視頻、圖片、音像等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。

3.3 缺乏數(shù)據(jù)管理和大數(shù)據(jù)意識(shí)

2016年3月，環(huán)保部發(fā)布了《生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)建設(shè)總體方案》，它為生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)的建設(shè)和開展提供了強(qiáng)有力的政策支持和技術(shù)框架。大數(shù)據(jù)時(shí)代，在海洋生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域運(yùn)用大數(shù)據(jù)思維解決海洋生態(tài)環(huán)境問題成為大勢所趨。然而，當(dāng)前我國政府部門嚴(yán)重缺乏數(shù)據(jù)管理和大數(shù)據(jù)意識(shí)，利用數(shù)據(jù)管理和大數(shù)據(jù)思維治理我國目前的海洋生態(tài)環(huán)境問題面臨著巨大的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的政府管理理念和運(yùn)作模式缺乏“數(shù)據(jù)管理”生長的土壤，政府相關(guān)的職能部門依舊按照傳統(tǒng)的“文件辦理”的方式進(jìn)行事務(wù)的處理，缺乏數(shù)據(jù)管理和大數(shù)據(jù)思維。在海洋生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域，很多紙質(zhì)檔案數(shù)據(jù)沒能及時(shí)地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化的存儲(chǔ)，面臨破損和消失的風(fēng)險(xiǎn)。另外，許多部門沒有數(shù)據(jù)清單，對(duì)自己擁有的數(shù)據(jù)不能有清晰、全面的認(rèn)識(shí)，致使大多數(shù)據(jù)的價(jià)值沒被挖掘，數(shù)據(jù)得不到充分的應(yīng)用。

3.4 大數(shù)據(jù)專業(yè)人才短缺，數(shù)據(jù)應(yīng)用效果不佳

大數(shù)據(jù)時(shí)代，既為人們處理紛繁復(fù)雜的數(shù)據(jù)和社會(huì)問題帶來便捷，也對(duì)各國的教育體系和人才培養(yǎng)提出挑戰(zhàn)。大數(shù)據(jù)時(shí)代需要的是大量的復(fù)合型人才，傳統(tǒng)的分科培養(yǎng)人才的方式已不能適應(yīng)大數(shù)據(jù)時(shí)代對(duì)人才的需求。海洋生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)中的大數(shù)據(jù)人才除了需要具有計(jì)算機(jī)、通信工程、數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)等知識(shí)外，還必須具備海洋生態(tài)環(huán)境的相關(guān)知識(shí)，如海洋水文、大氣等，但是，目前我國教育體系學(xué)科分類是明確的，學(xué)科之間缺乏整合和互操作性，學(xué)科的獨(dú)立性很強(qiáng)。此外，大部分學(xué)校沒有大數(shù)據(jù)專業(yè)和課程，海洋生態(tài)系統(tǒng)的研究僅限于幾所海洋大學(xué)，不符合海洋生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)發(fā)展戰(zhàn)略的需要。并且，我國海洋生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)沒能建立標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化的數(shù)據(jù)庫，大數(shù)據(jù)中蘊(yùn)藏的巨大價(jià)值沒能充分挖掘，大數(shù)據(jù)在解決海洋生態(tài)環(huán)境問題的潛力尚未顯現(xiàn)，數(shù)據(jù)利用的整體效果相對(duì)欠佳，海洋生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域運(yùn)用大數(shù)據(jù)的實(shí)踐才剛剛起步。因此，當(dāng)前中國海洋生態(tài)學(xué)領(lǐng)域的問題是，如何促進(jìn)大數(shù)據(jù)在海洋生態(tài)環(huán)境、人才培養(yǎng)和技術(shù)創(chuàng)新領(lǐng)域的應(yīng)用，增強(qiáng)大數(shù)據(jù)應(yīng)用活力及效果，使大數(shù)據(jù)真正成為提高海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測和監(jiān)管能力的有效手段。

4 建設(shè)海洋生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)庫的政策建議

4.1 數(shù)據(jù)收集——標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)

收集數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)庫構(gòu)建的基礎(chǔ)，標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化水平低是海洋環(huán)境數(shù)據(jù)庫建設(shè)中面臨的第一個(gè)急需解決的問題，若使海洋環(huán)境數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，首先要從源頭上出發(fā)，即在數(shù)據(jù)收集過程中，建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)引標(biāo)準(zhǔn)，形成一致的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存格式。因此，在此基礎(chǔ)上引用大數(shù)據(jù)技術(shù)，大數(shù)據(jù)理念存儲(chǔ)海洋生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)。另外，國家和地方以及各地方間的海洋生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)應(yīng)具有大致相同的監(jiān)測指標(biāo)和衡量標(biāo)準(zhǔn)，使國家和地方的海洋生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化。這樣有利于建立全國統(tǒng)一的海洋生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)庫，能更好地依托大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、分析、計(jì)算等技術(shù)，捕捉全面、及時(shí)、動(dòng)態(tài)的海洋生態(tài)環(huán)境信息，并提煉其內(nèi)在價(jià)值，通過數(shù)據(jù)、技術(shù)與思維的有機(jī)融合的海洋生態(tài)環(huán)境的數(shù)據(jù)信息將極大提升海洋生態(tài)環(huán)境的治理能力和水平。

4.2 數(shù)據(jù)整合——協(xié)同數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)收集工作完成后的數(shù)據(jù)整合，也是構(gòu)建數(shù)據(jù)庫關(guān)鍵一步。海洋生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)分散在多部門、多領(lǐng)域，多來源的數(shù)據(jù)信息資源之間互不連通，彼此之間不能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，不同數(shù)據(jù)擁有主體不能實(shí)現(xiàn)有效的協(xié)作和合作，形成一個(gè)個(gè)“數(shù)據(jù)孤島”現(xiàn)象，這必然導(dǎo)致海洋生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)蘊(yùn)藏的價(jià)值不能充分挖掘，影響數(shù)據(jù)利用的程度。因此，有關(guān)部門需要整合各地區(qū)、各部門數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)政府部門之間、政府與社會(huì)之間的數(shù)據(jù)共享和協(xié)作。從利用大數(shù)據(jù)這一技術(shù)層面上講，海洋生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)的協(xié)同就是數(shù)據(jù)的共享和交換，是數(shù)據(jù)的打通，數(shù)據(jù)的合并和數(shù)據(jù)的統(tǒng)一。海洋生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)通過利用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)協(xié)同，可以解決數(shù)據(jù)共享不足和開放程度低的問題，為下一步優(yōu)化和利用數(shù)據(jù)奠定良好的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

4.3 數(shù)據(jù)優(yōu)化——提高數(shù)據(jù)質(zhì)量

在數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化以及數(shù)據(jù)整合之后，對(duì)收集和整合的數(shù)據(jù)進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化，是提高數(shù)據(jù)質(zhì)量的有效途徑。大數(shù)據(jù)時(shí)代，在海洋生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域運(yùn)用大數(shù)據(jù)思維解決海洋生態(tài)環(huán)境問題成為大勢所趨，優(yōu)化海洋生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)以提高數(shù)據(jù)質(zhì)量，需要相關(guān)政府部門的配合。但是，目前中國政府嚴(yán)重缺乏數(shù)據(jù)管理和大數(shù)據(jù)意識(shí)。因此，利用數(shù)據(jù)管理和大數(shù)據(jù)思維管理和優(yōu)化海洋生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)是我國政府必須學(xué)會(huì)的一項(xiàng)技能。政府可以利用傳感技術(shù)和無線通訊技術(shù)等大數(shù)據(jù)技術(shù)的優(yōu)勢，對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化整合，建立海洋生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)庫，為海洋生態(tài)環(huán)境的監(jiān)測和環(huán)境評(píng)價(jià)以及海洋生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的資源管理提供專業(yè)化、多樣化和智能化的服務(wù)。

4.4 數(shù)據(jù)利用——實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)價(jià)值

數(shù)據(jù)收集、整合和優(yōu)化是建立數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)性工作，有的放矢，摒棄垃圾數(shù)據(jù)資源，提取有價(jià)值的數(shù)據(jù)資源，這才是大數(shù)據(jù)價(jià)值的真正所在。目前我國的海洋環(huán)境數(shù)據(jù)應(yīng)用活力不足，技術(shù)創(chuàng)新不能落實(shí)，人才培養(yǎng)方式不能適應(yīng)大數(shù)據(jù)時(shí)代的要求。因而，我國應(yīng)該適當(dāng)改革教育體制，培養(yǎng)適應(yīng)大數(shù)據(jù)時(shí)代的復(fù)合型人才，利用分布式數(shù)據(jù)庫、云計(jì)算、人工智能等技術(shù)在大數(shù)據(jù)處理中的優(yōu)勢，建立數(shù)據(jù)模型，挖掘隱藏在海量的海洋生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)中的有價(jià)值信息，建立海洋生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)庫，通過數(shù)據(jù)庫分析海洋生態(tài)環(huán)境的數(shù)據(jù)信息，為預(yù)測、監(jiān)測、治理海洋生態(tài)環(huán)境問題提供科學(xué)的決策指導(dǎo)。