大數據在環境技術領域中的應用分析

陳利彬

（廣東省揭陽生態環境監測站，廣東 揭陽 522000）

2015年，國務院發布的《促進大數據發展行動綱要》明確指出，要積極建立“互聯網+”綠色生態，利用大數據，實現生態互聯網數據互通共享。大數據的應用，為保護自然生態環境，推進環境管理轉型提供了一條技術賦能之路。而針對環境技術進步的測度，同樣可以應用大數據技術，建立一套普適的測度方法，為環境管理注入新的活力，提高我國生態環境治理能力和水平。

1 環境技術進步重要性分析

如今改革開放已歷經43個年頭，國內市場經濟發展日益成熟，社會經濟迅猛提升。但不得不承認的是，過去的經濟發展方式較為粗放，以犧牲環境為代價，最終導致了國內生態環境問題日益突出。如今我國已經深刻認識到了保護生態環境的重要性。習近平總書記強調：“綠水青山就是金山銀山”，大力發展綠色生態經濟已經是我國未來經濟發展的必經之路。而為了達到這一目標，必須要從技術層面入手，推動綠色技術發展進步，從而為我國生態環境保護與生態經濟發展提供強大助力。對此很多學生進行了相關研究。例如王淑鴻等在研究環境影響因素的過程中，通過應用數據包絡分析方法，將其分為了兩大重要因素，一是環境規制因素，二是環境技術因素[1]。在此基礎上，結合實證分析，得出了如下研究結論：在推動環境保護的過程中，環境技術因素發揮著非常關鍵的作用價值，通過推動環境技術進步，能夠在顯著提高生產力的同時，降低成本浪費，保護生態環境，有效扭轉以往粗放生產方式，推動地區經濟實現綠色生態化可持續發展。由此我們能夠認識到在保護生態環境的過程中環境技術進步的重要性。

2 大數據與環境技術測度

為保障環境技術能夠發揮出更大作用價值，需要對其進行技術測度，這對后續環境管理工作開展也有著較為積極的影響。但當前關于如何進行環境技術測度，尚未有一個行之有效的方法。業界內學者對此也進行了大量的研究。比如Bentolina等在進行環境技術進步衡量時，采用了全要素生產率方法[2]。而Cave等則在上述研究的基礎上，再結合數據包絡分析方法，完成了不同決策單元技術進步效率的計算[3]。從國內研究來看，宋馬林等選擇采用固定效應模型與數據包絡方法結合，以各省份環境數據作為研究對象，分析了其技術進步[4]。上述這些研究方法雖然均取得了一定的效果，但由于選擇的指標不統一，因此實際得出的結論也有一定的差異性，并不具備普適性與代表性。如何進一步提高環境技術進步測度的有效性，已經是當前環境管理領域亟待解決的一項難題。

如今伴隨著互聯網的迅猛發展，各種先進的信息技術層出不窮。比如云計算技術、大數據技術等。尤其是大數據技術的出現，為環境技術進步測度的研究提供了新的思路。在如今的環境管理領域中，伴隨著研究不斷深入，已經產出了海量的數據信息。這些數據信息隱藏的價值不可估量，且在互聯網的支持下，相應數據信息資源已經實現了共享。這為大數據技術的應用提供了非常便利的條件。與此同時，數據本身作為信息技術革命重要的產物之一，其所具備的價值遠遠超出了信息技術本身變革所體現的價值。如今環境治理已經是社會治理重要的組成部分，在實際治理過程中，同樣會受到大數據的影響。從HACE定理中我們能夠了解到，大數據在誕生之初，主要源自于非集中控制的異構、巨容以及自治源，關于大數據的研究，便是對海量數據之間潛藏復雜聯系的研究，從中發現隱藏的規律與價值信息，這是大數據研究的價值所在。如今互聯網絡已經遍布全球，每年產生的數據資料高達4澤字節。同時在各行各業發展過程中，大數據也在逐漸滲入，已經是很多業務不可或缺的一項技術資源，顯著推動了社會生產力的發展與進步。

但同時我們也應認識到，大數據本身有著非常大的規模，生成速度非?？欤@進一步增大了研究的難度。但通過應用大數據挖掘技術，深入挖掘內部的信息，將能夠保證得出結論的準確性與穩定性。這使得相應學者在環境技術進步研究方面，開始著重應用大數據進行深入的探索分析。比如Russom通過研究認為，針對環境技術進步的研究，可綜合采用多種技術，比如大數據技術、數據采集等，能夠降低受大數據本身特點影響所帶來的研究困難程度[5]。

在我國，早在2015年，國務院發布了《生態環境大數據建設總體方法》，方案提出要通過圍繞生態環境監測監管，應用大數據技術，搭建監管平臺，整合采集環境數據資源，加強對大數據在環境治理中的應用。而大數據應用對環境監測數據提出了更高要求，需要確保獲得的數據真實可靠、全面客觀。數據庫建設是生態環境大數據平臺建設的關鍵，在建庫的時候，要充分考慮數據有效共享的需求，同時也要保證數據訪問的合法性和安全性。數據庫內容包含了諸多分類，比如基礎數據庫、主題數據庫、環境指標數據庫等。其中基礎業務數據庫是指按照信息資源規劃及資源目錄建設的各業務系統的數據庫，存儲各類基礎的業務數據，包括污染源自動監測數據、環境統計數據等各類數據資源。環境指標數據庫包含大氣、水、土壤、自然生態等環境保護和污染防治的指標信息、業務各級考核指標，用以結果對比、績效考核等。當下我國的大數據環境監測網絡正日趨健全，例如當下已經建立了1個國家質控平臺，6個區域質控中心，環境監測與運維機構更是達到了2000多個。并由此形成了一個完善的國家環境監測體制，從而順利實現了從傳統6項指標監測到大氣污染綜合立體觀測的過渡，促使我國的環境監測變得更加多樣化。比如有前體物監測、垂直立體監測、組分監測等，這為環境數據信息的采集以及環境污染執法聯防聯控提供了非常便利的條件。

3 基于大數據的最優環境技術進步分析

隨著大數據技術應用逐漸趨于成熟，為環境技術進步分析提供了更為廣闊的探索空間。但在實際探索過程中，必然也會面臨種種困難與挑戰。通過上文敘述可知，大數據本身體量較大，種類繁多，數據結構復雜，當前環境大數據具體類型如表1所示。在實際研究的過程中，必然會出現很多半結構化數據以及非結構化數據，這些數據信息無法被直接應用，還需要采用合理的方法，完成上述數據結構的轉化，使其成為能夠被直接應用的結構化數據，這是推動最優環境技術進步的重要基礎。如今在新形勢下，我國社會經濟增速逐漸放緩，從原本的高速發展轉變為中低速穩定發展。與此同時，針對環境偏向型技術，實際投資力度也逐漸增大，這進一步推動了環境技術進步的發展，目前已經達到最優，是否繼續進行投資，深入挖掘進步空間，至今尚未有明確的定論。

表1 環境大數據類型

在實際分析基于大數據最優環境技術進步的過程中，還應認識到生產偏向型技術進步與環境偏向型技術進步之間的矛盾。所謂環境偏向型技術，簡單來說是在實際進行生產技術研發時，更加對生態環境的保護。而生產偏向型技術，則更加注重生產效率的提升。當前隨著生態環境保護理念逐漸深入人心，環境偏向型技術進步受到了各行各業越來越多的關注。而大數據的存在，則為其測度方法的探究提供了可行性路徑。伴隨著產業結構優化升級，國家對整體環境治理重視程度越來越高，為了進一步提高環境績效，改善環境質量問題，政府因此出臺了很多政策制度，為環境偏向型技術進步發展提供了一個良好的環境。但我國在注重環境和經濟的協調發展的過程中，伴隨著環境偏向型技術進步地位的提升，在此消彼長之下，必然會逐漸壓縮生產偏向型技術進步的發展空間，從而在一定程度上影響生產力的提升，降低經濟增速。而在生產偏向型技術進步模式下，更加推崇雖然生產技術的不斷優化升級，產能得到顯著提升，但通常會忽略了環境的治理與保護，因此產能增加速度較快，更加有利于促進經濟增長。但受此影響，必然會導致廢水、廢氣等污染物排放增加，對自然生態環境造成嚴重的影響。與此同時，在產出與生產過程中，污染物排放通常會呈現出高度正相關。而對環境偏向型技術進步來說，在推動生產技術進步發展過程中，實際消耗的能源反而會有所降低，能源利用率提升，非期望產出減少，更加有利于減少污染物的排放，給予生態環境良好的保護。但在上述過程中，實際產出增加可能會有所降低，甚至不會增加產能。甚至在一些特殊情況下，環境偏向型技術進步還會對企業正常產出造成負面影響。這就需要企業在實際生產過程中，結合自身的實際需求，在產能提升與污染物排放成本之間做出權衡。通常而言，產出越多，利潤越大，但實際污染物排出成本也會隨之攀升。而污染物排放成本與國家環境保護的政策制度則有著非常密切的關系，本身會受到國家環保政策的限制。因此如何進行產出與污染物排放的調整，結合企業實際，明確技術進步偏向性，最終使得企業政策總效益達到最大化，已經是當前國內外學者研究的一項重點內容。

在不同區域之中，文化、經濟發展等有著明顯的差異性，因此環境技術進步模式必然也各不相同。在經濟發達的區域，一般更加關注環境偏向型技術進步的投資，著重于先進技術的研發，即保障生產效率，又兼顧環境保護。而對一些經濟發展落后的區域，針對環境技術的投資，則注重偏向生產型環境技術，即注重挖掘環境資源，擴大生產力，對環境保護力度不足。同時受不同區域環境規制強度存在差異性的影響，在一些環境規制較強的區域，排污企業為了順利生產，需要加大對環境偏向型技術的研發，而環境規制力度相對較弱的區域，為提高生產效益，則更加注重生產偏向型技術的研發。因此即使向相應區域之中，投入等量的生產要求，也會產生不同的環境技術進步結果。

為進一步推動環境技術進步最優化，可以應用大數據技術，結合偏向型技術的測度、區域差異、關聯性等因素，準確找出適合不同區域的最優環境技術進一步發展模式。在這一過程中，通過搭建、模擬、仿真最優偏向型環境技術模型，輸入區域環境數據信息，結合模型計算結果，作為我國環境管理方式調整的重要依據。同時在后續出臺相關的環境保護政策時，也能夠利用相應模型，提高政策發布的科學合理性。同時在實際分析過程中，還可以著重加強對節能減排型技術、生產型技術以及開采型技術的考察，在嚴格遵循綜合利益最大化原則下，加強對上述技術的研發投資，通過對節能減排型技術的測度，最終能夠順利得出某個區域環境偏向型技術的最優進步率。但想要獲得整個區域的環境偏向型技術的最優進步率，還需要加強對區域之間關聯性分析，組建一個完整的多區域綜合系統，該系統由能源、科技、經濟等多種因素組成，通過應用大數據技術，對多因素背后的數據進行挖掘分析，最終順利實現整個區域的環境偏向型技術的最優進步率的獲取。

4 總結

總而言之，在環境技術進步的研究中，大數據技術憑借著自身種種技術優勢，比如數據挖掘能力、高效的數據信息處理等，在推動環境技術進步發展過程中起到了非常關鍵的作用。因此需要提高對大數據技術應用的重視程度，助力環境技術進步的研究，從根本上提高我國的環境管理質量水平。