大數據在環境執法與監測中的有效應用

余華忠

（上饒市橫峰生態環境保護綜合執法大隊，江西 上饒 334300）

0 引言

環境執法與監測工作作為我國生態環境保護的重要環節，其突出特征在于工作自身的系統性、復雜性與綜合性；因其涉及的技術形式多、監測指標廣，傳統的數據收集、分析技術已經無法滿足現有環境執法與監測工作日趨復雜化的工作需求。在這種態勢下，大數據技術作為綜合了數據收集與分析、融合了軟硬件應用與優化的全新技術，其在拓展工作路徑、優化數據精度與節約執法資源三個層面的優越性逐漸得到重視，也為相關策略的設計與能力的提升提供了全新抓手。

1 大數據在環境執法與監測中的應用價值

大數據技術作為現階段生態環境執法與監測工作開展的重要依托，其應用價值具體可歸類為以下3 點，如圖1 所示。

圖1 大數據在環境執法與監測中的價值

（1）拓展工作路徑，將生態環境保護工作普及化。生態環境執法與監測是一個難度大、周期長、跨度廣的綜合性工作，而通過應用大數據技術，能夠充分規避傳統數據處理技術在挖掘數據深層聯系上的局限性，揭示各類型環境數據的深層聯系，使環境模型具體化、立體化，便于相應策略的設計與實施；在此基礎上，依托于大數據技術構建數據共享平臺能夠有效促進環境保護數據的規范化與流動化，為環境執法與監測工作提供堅實的支撐，并能夠引導社會各界自發參與到環境執法與監測活動中，實現環境保護工作的全面普及[1]。

（2）優化數據精度，將環境監測指標綜合化。環境監測與執法工作具有較強的專業性，數據精度在極大程度上影響了環境執法與監測工作的實際效能。而通過運用大數據技術能夠有效優化數據獲取、收集的實際渠道，通過兼具時效性與準確性的數據為環境問題的識別、控制與解決提供堅實的數據基礎；同時，因環境問題涉及的諸多層面，應用大數據技術能夠有效將相對獨立的環境數據構建為較為立體的環境模型，從而為環境執法與監測工作提供更為全面、透徹的信息支撐。

（3）節約執法資源，將生態環境問題具體化。環境問題通常由多個層面的復雜條件綜合形成，在這種態勢下，傳統數據處理技術的劣勢難以滿足現階段環境執法與監測工作的需求；而應用大數據技術能夠通過構建環境數據模型深入挖掘環境問題與各類型環境監測指標的深入關系，全面分析環境問題涉及的各類型因素，為執法工作提供較為明確的突破口，有效減輕了生態環境執法與監測工作的資源消耗，提升了相關工作的實際效能。

2 大數據在環境執法與監測中的常見問題

我國大數據技術在生態環境執法與監測中的實際應用仍處于較為初級的經驗積累階段，因體系架構與內容建設的缺失，現階段的常見問題具體包括以下3個方面。

2.1 環境數據安全防護缺失

現代社會是數據信息的社會，數據這一資源的重要性逐漸得到凸顯，而大數據技術的具體應用如收集、分析與存儲等形式均是針對數據這一資源展開的。環境數據因其涉及社會生產的各個環節，關系民生生活的各個方面，其安全防護工作也就成了大數據應用于環境執法與監測中的常見問題。現階段我國在進行依托于大數據的環境執法與監測平臺建設時，針對數據安全防護方面的投入仍較為匱乏，環境數據的綜合安全等級較低，加密形式較弱；極易導致環境數據泄露，造成更為復雜的嚴重損失[2]。

2.2 監測數據管理不規范

大數據技術在生態環境執法與監測中的應用是一個周期化、過程化的工作，其主要包括兩個環節：一方面，大數據技術需要逐漸進行信息的收集與抓取，從而構建并生成完整的環境數據信息庫；另一方面，大數據技術則需要基于已經收集的數據進行綜合性的分析與處理，從而構建成完整的環境模型，并對指標數據體現的問題進行深度挖掘。這兩個層面的工作均需要完備的數據信息管理工作作為基礎支撐。現階段我國環境數據信息管理工作仍處于較為初級的階段。①數據的收集、存儲與流通沒有形成統一的標準，這導致環境數據的共享工作難以開展，極大地阻礙了環境執法與監測工作的發展。②針對冗余數據的處理沒有形成完備規范，這導致大數據技術的應用效率降低，實際效能受到了消極影響[3]。

2.3 技術應用形式較為單一

大數據技術是一個較為整體化的稱謂，其具體應用形式可進一步細分為衛星遙感、遠程導航、物聯網等多種技術，也正是因此，大數據技術相較于扁平化、單一化的傳統數據處理技術的顯著特點在于其立體化、復雜化的技術應用形式。現階段我國環境執法與監測中應用的大數據技術仍處于較為初級的階段，在進行實踐嘗試時沒有利用多種技術形式構成完整的大數據技術平臺，各類型技術之間沒有形成全面的技術體系，進而大致數據處理效能較差，無法充分體現大數據技術的在拓展工作路徑、優化數據精度與節約執法資源3個層面的優越性，不利于我國環境執法與監測工作的數字化建設。

3 大數據在環境執法與監測中的應用策略

3.1 構建技術平臺，深化監測力度

宏觀角度上，為進一步發揮大數據技術在環境執法與監測工作上的卓越效能，強調結構化、具體化與過程化的工作效果，首要任務是應構建一個涵蓋水體監測、土壤監測、大氣監測的立體化環境執法監測平臺，從而為后續的大數據應用提供一個完整的實施平臺，具體建設策略包括以下3 個方面。

（1）細分監測項目，監測活動全面化。技術工作人員應根據地區發展條件、建設階段等進行監測項目的細分，并以此為基礎進行大數據技術的動態應用。一方面可根據環境監測的實體細分為水體監測、土壤監測、大氣監測等具體類型，并通過浮標、取樣或遙感技術等進行實時監測；另一方面可根據環境監測的范圍細分為道路監測、工地監測、居民區監測等具體類型，并借助視頻監測等形式進行全面控制，并利用大數據技術進行數據的收集與處理，動態分析地區環境的污染情況，及時抓取重點問題。

（2）制定監測指標，監測結果立體化。技術工作人員應在監測項目的基礎上設計監測指標，從而為大數據技術的應用提供更為具體細致的工作范圍。如針對大氣監測一項，可具體位置粉塵指標、霧霾指標、有害氣體指標等，并以各類型指標的綜合數值對空氣污染的程度定性化、定量化，使監測結構整體上規范明確，具體上數據明晰，為后續的策略設計提供完善的決策指導[4]。

（3）重視階段總結，策略制定過程化。在以上工作的基礎上，技術工作人員應定時定期借助大數據技術對收集的各個監測項目的各項監測指標數據進行分析、處理與預測，為管理方案、預防方案與執法方案的設計提供信息支撐，通過定時定期的階段性總結優化大數據在環境監測與執法中的有效性。

3.2 重視數據管理，強化體系建設

微觀角度上，為進一步優化大數據技術在環境執法與監測工作上的應用形式，確保技術應用的穩定性、可靠性與合理性，技術工作人員應關注數據技術應用的具體形式，從而形成一個完整的數據應用體系（圖2）。該層面的體建設策略包括以下3 個方面。

圖2 數據應用體系

（1）數據收集。環境數據是環境執法與監測工作開展的基礎，務必進行長期的存儲與保護。因此在利用大數據技術對其進行收集時首先應確定完備、統一而細致的存儲規范設計，在保證其流通性與復用性的同時確保其能夠根據系統的需要進行實時更新，從而確保環境數據的時效性與準確性，為后續的數據挖掘提供基礎。

（2）數據處理。作為大數據應用于環境執法與監測工作的關鍵環節，數據處理具體形式的設計極大程度上決定了此項工作的具體效率。一方面，在進行數據處理時應先設計一套完整的數據篩選與整理流程，通過篩選掉無效數據減少冗余工作，提升數據處理效率；另一方面，則應關注數據處理過程中的安全防護設計，通過對數據計算、調用與處理過程進行加密避免數據的泄露與缺失，保證環境數據處理的完整性。

（3）模型構建。在上述工作基礎上，依托于大數據技術環境監測工作可形成折線圖、曲線圖等可視化內容，便于對具體指標信息的變化進行分析；同時可利用大數據技術根據環境數據的發展規律形成地區環境監測模型，推導并預測環境信息的變化趨勢，為后續的環境質量管理工作提供便利，并進一步為管理方案、預防方案與執法方案的設計提供決策支持。

3.3 強調技術應用，細化數據精度

為優化大數據技術在環境執法與監測體系中的應用，技術工作人員應全面拓展技術應用的具體形式，通過熟練運用衛星遙感、遠程導航、物聯網等多種技術構建一個完整的數據收集與分析體系，從而確保后續環境執法與監測工作的高效、高速與高質推進。多類型技術的綜合運用不僅能夠提升地區環境執法監測工作的建設進度，更能通過數據之間的相互比對與印證為大數據技術提供更具時效性、具體性的數據信息，全面細化數據的精度；以大氣監測為例，技術人員首先應借助衛星遙感技術構建全天候的實時監控系統；并在交通道路、建設工地等重點區域借助運用物聯網技術的傳感器收集粉塵指標、霧霾指標、有害氣體指標等更為細致的信息，并在此基礎上定時定期通過高空氣球取樣獲取的數據信息細化地區的大氣環境模型，通過大數據技術實時更新地區大氣環境的具體內容，進而及時獲知空氣污染問題的確切區域與大致成因，為執法隊伍管理工作開展與政策方案設計提供堅實的信息指導[5]。

3.4 關注隊伍建設，夯實發展根基

在上述策略的基礎上，為進一步深化大數據技術在環境監測與執法工作中的應用力度，有關部門應正視人這一個體在技術應用發展中的關鍵價值，著手開展技術人員隊伍的建設。該層面的應用策略具體包括以下兩個方面。

（1）人才引進與技術培養并重，全面發展技術實力。從個體層面，一方面應秉持著公正、公開的原則通過事業單位編制考試甄選兼具理論知識與技術能力的人才，豐富大數據技術應用于管理、決策、分析、統計等環節的技術手段，提升部門人才儲備與技術實力；另一方面則應重視對已有員工業務能力與技術理念的培養，定時定期組織內部研討、外出學習等培訓活動強化其對于技術發展的感知，并通過與高校聯合進一步強化對技術人員操作能力、應用能力的培養，實現環境監測執法工作技術實力的全面發展。

（2）尖端技術與工作經驗結合，確保隊伍結構合理。從集體層面，則應重視環境監測與執法部門中各類型專業人才的比重，確保管理、財務、科研、測報、文檔、通信等不同工作環節在充分推進自身業務的同時能夠實現尖端技術與工作經驗的深度結合，既為技術應用提供物質支撐，也為技術發展提供信息支持，以此促使環境監測與執法工作的各部門協同交互，構成有機整體，為大數據技術的應用夯實發展根基。

4 結語

綜上所述，大數據技術在環境監測執法中的應用是一個系統化、復雜化與綜合化的全面工作，其開展一定程度上依賴于軟件技術、硬件設備與專業隊伍的綜合作用。因此相關技術人員在實際工作中，一方面應從宏觀角度著手，以技術平臺的構建為基礎，深化監測力度，確保環境數據的收集、分析與應用形式符合實際工作的具體需要；另一方面則應著眼于微觀角度，關注環境數據安全防護、數據信息管理工作等細節問題，夯實技術應用的底層基礎，進而全面發揮大數據技術在策略設計、執法工作等層面的指導作用，提升環境監測執法工作的實際效能，為我國的生態環境建設事業貢獻力量。