大数据在生态环境领域的应用进展与展望

王晓茜

摘 要：在进行生态环境评估的过程中，信息采集工作一直是一个非常重要的环节，信息数据的完整性、采集样本的覆盖范围和时间跨度以及数据分析的科学性直接影响着对生态环境评估结果的准确性，因此对生态环境领域的信息和数据的采集分析工作一直受到人们的普遍关注和重视。随着信息时代的来临，信息数据收集和分析工作发生了翻天覆地的变化，信息覆盖范围之广、信息量之大以及层出不穷的分析方法前所未见，将大数据充分运用到生态环境领域进行评估的工作也面临着巨大的机遇和挑战。因此，有必要对大数据在生态环境领域应用的现状和未来发展前景进行分析和研究，为相关工作的开展提供有益借鉴。

关键词：大数据;生态环境;气候变化;生态网络;大气污染

引言：

在信息技术不断发展的带动下，所能接触和收集到的数据和信息的质量以及数量都不断发展，“大数据”的出现和不断应用引起人们的普遍关注。在我国，相关部门和机构对其的应用和发展高度重视，并将其列为国家重要的发展战略之一。大数据的来源非常广泛，所涉及的领域众多，因此通过其采集的信息具有高度的关联性。大数据的表现形式也是多样的，除了一些纯数字型材料，还有更多图像、视频、音频等直观材料，这些基础材料共同为人们进行数据分析和研判提供助力。大数据为人们提供信息的同时，也更加深入地参与到分析、运用中，为人们提供更加科学的决策依据。随着大数据分析的优势不断凸显，多个领域和专业都意识到了运用大数据进行分析和研判势在必行，生态环境领域也不例外，大数据的运用和发展势必将为我国生态文明建设提供重要的助力。在分析生态环境大数据的时候需要注意这些方面：数据源广泛、采集方法没有固定标准、服务对象对专业化的要求更高。大数据更加广泛地在生态环境领域发挥作用，特别是在环境动态观测和实验、气候变化监测以及地区污染防控等方面的作用更为突出。当前，中国的大数据在生态环境的应用还存在着一些需要不断完善的方面，主要表现在信息不能完全共享、环境监测科技起步晚、起点低、对国外设备过度依赖、对数据的集成和有效分析等方面的能力有待提升等。随着信息技术的不断进步，大数据的收集和分析能力也在不断提高。在可期的将来，大数据在生态环境领域将发挥着更加显著的作用，比如可以有效帮助维持良好的生态环境、更加科学的检测生态风险、协助增加生态科研能力等。大数据的运用最大的价值就在于为人们进行生态环境保护方面的工作提供科学的依据。

一、大数据在生态环境中的运用现状

随着社会经济的快速进步，世界上的生态环境方面爆发出的问题越来越引起人们的高度重视。当前，在这方面我们所面临的问题主要集中在大气质量恶化、耕地地力弱化、植被覆盖面积缩小、物种灭绝速度加剧和可用的水资源不断枯竭这些方面。就我国而言，当前环境方面问题的特点是植被减少土地沙化、湖泊沼泽等传统湿地功能降低、可用的人畜饮水和灌溉水源更加紧缺、生物种类进一步减少、水土流失和沙漠化情况不能得到科学的治理。此外，气候变化还导致冰川永冻层融化速度加快、面积扩张形势严峻，一些地方的土质沙化、干旱和水涝加剧，使中国内地农业受到严重打击。对于这些环境方面的问题要进行有效解决绝对是一个系统工程，因为所涉及的问题背景复杂、领域众多、成因多样，运用传统的手段处理好各方面的关系难度非常大。

其实在二十世纪五十年代就有相关专家提出了运用“大数据”分析和解决生态环境领域突出问题的理论，特别是在宏观生态领域领先一步意识到了大数据在生态环境领域的运用所具备的优势。要实现对上述生态环境方面的问题的有效解决离不开具有较大时间跨度信息和数据，随着信息时代的来临，大数据在这方面发挥着无可比拟的作用，为人们解决复杂问题提供了新的方向和思路。

生态环境的大数据是通过对多专业、多个领域、多个角度和口径的数据集中分析，通过对生态环境“空间与地表的集成”全方位持续监测汇集了大量数据，采用信息技术、智能分析、自动建模等大数据分析技术达到信息数据集中汇总分析的目的，找出了解决问题的关键节点和关键领域，提出了具有针对性的工作方法和解决途径，通过比较判断决定采用最佳解决办法。这种方法能够有效的为我国当前生态环境方面存在的问题提供解决方案，同时对具有较高风险的相关问题进行高水平的预警，为相关部门出台相应的规章制度提供科学技术支持。

从技术上来讲，大数据在生态环境的运用就是把大数据概念和技术处理方案充分运用到生态环境问题处理中，并制定出切实有效的解决方法。这些研究和实践大大推动了大数据在生态环境方面的运用。在生态环境方面的大数据分析除了具备大数据分析的共同特性，还具有生态环境领域的特殊性质，更加特殊和復杂。这些特殊性集中体现在数据收集涵盖范围更广、时间跨度更大、涉及领域更多、专业性要求更高、服务对象更多等。

目前，我国生态环境领域所涉及的数据资源主要有地面观测数据、遥感图像数据、社会经济数据、专项调查数据和科学研究数据[1]。这些数据并不是由一个部门和单位进行统一管理，而是根据职能职责的要求分布在环境保护、土地、水资源、第一产业、森林资源、医疗资源、气候变化、大海等多个行业和部门。此外，关于生态环境的数据和信息种类样式复杂、数量较多，包含超过两千卷应用生态学期刊以及大量文字、图片、视频等信息。大数据分析技术的一大目的就在于将这些繁杂的数据进行逻辑处理，从中分析出存在的问题并给出解决之道。

二、大数据在生态环境中的运用前景

虽然大数据已经逐步开始应用于生态环境领域，但因为我国地域广阔、生态环境具有多样性和复杂性，一些检测技术还不能十分圆满的为一些问题的解决提供支持，观测网需要更多时间和精力进行健全。由于生态环境数据自身的特性，当前在数据分析和研判方面有着很大的提升空间。具体来讲，需要解决数据共享不足、分析技术落后、实际应用不到位等方面的问题。可以从以下几个方面来做：

一是加强政府的主导力度。在进行生态环境大数据的建设过程中，离不开政府相关部门的引导和统筹，要做到各个领域和专业部门以及单位行动的一致性，需要加强统筹安排。在政府主导的前提下，还要注意引导各种社会团体组织和具备专业知识的个人参与到生态环境大数据建设中，同时将数据项社会公开，便于人们查询和分析。

二是提升环境风险预警能力。要充分利用大数据这一分析技术切实提升对自然灾害的预测预警能力，在一定程度上防范环境污染、维系生态系统的平衡稳定、进一步遏制生物多样性，减少现象的发生。同时注重将环境风险与原因分析结合起来，建立相应的风险防范机制。

三是加强对工程建设环境评估力度。要注重充分运用大数据的分析能力，在开展相应的工程建设前，要对该工程项目的环境影响情况进行全方位的分析和评估，在最大程度上降低工程建设对生态环境的破坏，同时为政府相关规划和决策提供科学的依据。

四是将生态环境大数据其他行业的大数据进有机结合。在运用生态环境领域大数据分析的时候，也要注重与其他行业和领域的大数据进行综合分析和研判，并在此基础上构建数据共享和共同应对的综合机制，不断促进社会经济平稳健康发展。

三、结束语

当前，我国的大数据技术在生态环境领域的应用还处于初级阶段，肯定还面临许多不可预知的技术难关，需要社会共同努力为之奋斗。那么通过怎样的方法科学合理的利用和保护大数据这种重要的数据分析方法，从中提取对人们工作有用的信息，从而促进生态环境领域的科学技术研究能力不断进步，还需要付出巨大的努力不断进行研究和分析。随着大数据在生态环境领域的不断运用，又一个最大的目标就在于实现对生态环境研判的量化工作，为相关问题的解决提供决策依据。

参考文献：

[1]董玉红，刘世梁，张月秋，等.大数据在我国生态环境监测与评价中的应用与问题[J].科研信息化技术与应用，2017，8（3）：18-26.

[2]苗银家，金朔.大数据在生态环境危机治理中的应用研究[J].河北地质大学学报，2017（6）：54-58.

[3]汪自书，胡迪.我国环境管理新进展及环境大数据技术应用展望[J].中国环境管理，2018，10（5）：90-96.

[4]赵苗苗，赵师成，张丽云，等.大数据在生态环境领域的应用进展与展望[J].应用生态学报，2017，28（5）：1727-1734.

[5]刘丽香，张丽云，赵芬，等.生态环境大数据面临的机遇与挑战[J].生態学报，2017，37（14）：4896-4904.

[6]樊俊梅，邢旗，纪大才，等.生态大数据在草原生态修复中的应用[J].草原与草业，2017（4）：1-6.