環(huán)境大數(shù)據(jù)應(yīng)用“含苞待放”?
近期,大數(shù)據(jù)的“倩影”頻繁出現(xiàn)在國家出臺(tái)的各項(xiàng)方案和指導(dǎo)意見中,也成為環(huán)保系統(tǒng)熱議的內(nèi)容。
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(gè)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(gè)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(dòng)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(shí)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?!?/P>
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(jì)和報(bào)表,數(shù)據(jù)還沒有真正‘開口說話’?!?/P>
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(shí)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(gè)地面空氣質(zhì)量監(jiān)測點(diǎn),但不能完全反映整個(gè)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(dòng)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(shí)的空氣質(zhì)量進(jìn)行預(yù)測。”徐富春說,這不僅彌補(bǔ)了地面監(jiān)測在地域上的局限性,實(shí)時(shí)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(gè)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(gè)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(tái)也具備機(jī)器學(xué)習(xí)和認(rèn)知計(jì)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(shí)~5 小時(shí)的空氣質(zhì)量,以幫助人們更好地計(jì)劃自己的生活,比如什么時(shí)候和去哪里慢跑,什么時(shí)候應(yīng)該關(guān)窗戶、什么時(shí)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(jì)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?,實(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(dòng)為用戶推薦可能需要的環(huán)境數(shù)據(jù)。如污防部門每個(gè)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(shí)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(jì)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(dòng)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(jì)算,就可以識(shí)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(huì)上,鄂爾多斯遇上了IBM。
鄂爾多斯大數(shù)據(jù)平臺(tái)只是開端
鄂爾多斯環(huán)保工作已經(jīng)進(jìn)入信息化帶動(dòng)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(huì)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(tái)、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(tái),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(tái)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(dòng)傳感器數(shù)據(jù)、社會(huì)輿論、企業(yè)信用情況等數(shù)據(jù)資源。
“大數(shù)據(jù)平臺(tái)的一大特點(diǎn)就是可以準(zhǔn)確溯源,當(dāng)自動(dòng)觀測站數(shù)據(jù)發(fā)生異常的時(shí)候,平臺(tái)會(huì)自動(dòng)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(tái)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(gè)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(tái)的計(jì)算,鄂托克旗徹底搞清了污染來源?!按髷?shù)據(jù)平臺(tái)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(tái)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?cái)?shù)據(jù)和空氣自動(dòng)站數(shù)據(jù)后,記者看到一張色塊動(dòng)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(tái)可說是環(huán)保系統(tǒng)開展大數(shù)據(jù)應(yīng)用的一個(gè)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)。
目前,環(huán)境保護(hù)部信息中心全面開展了環(huán)境大數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)的研究,正在加速制定《環(huán)保部生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)建設(shè)工作方案》。
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大數(shù)據(jù)風(fēng)向標(biāo) 中央深改組
7月1日,中央全面深化改革領(lǐng)導(dǎo)小組第十四次會(huì)議召開。會(huì)議通過了《環(huán)境保護(hù)督察方案(試行)》、《生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方案》等多項(xiàng)關(guān)于生態(tài)文明建設(shè)政策。會(huì)議強(qiáng)調(diào)要依靠科技創(chuàng)新和技術(shù)進(jìn)步,推進(jìn)全國生態(tài)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)共享,開展生態(tài)環(huán)境監(jiān)測大數(shù)據(jù)分析,實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測和監(jiān)管有效聯(lián)動(dòng)。
國務(wù)院
國務(wù)院7月4日全文發(fā)布《關(guān)于積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)的指導(dǎo)意見》,部署了包括“互聯(lián)網(wǎng)+”綠色生態(tài)在內(nèi)的11項(xiàng)重點(diǎn)行動(dòng)。通過“互聯(lián)網(wǎng)+”綠色生態(tài),推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)與生態(tài)文明建設(shè)深度融合,完善污染物監(jiān)測及信息發(fā)布系統(tǒng),形成覆蓋主要生態(tài)要素的資源環(huán)境承載能力動(dòng)態(tài)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)互聯(lián)互通和開放共享。
環(huán)境保護(hù)部
●5月7、8日,環(huán)境保護(hù)部開展了貫徹落實(shí)新環(huán)保法和編制好“十三五”環(huán)保規(guī)劃大討論。陳吉寧部長指出, 充分利用信息化機(jī)遇和大數(shù)據(jù)平臺(tái),大力推進(jìn)信息公開,努力滿足公眾的知情權(quán)、表達(dá)權(quán)和監(jiān)督權(quán),不斷提升管理效能和環(huán)保部門的公信力。
●6月19日,環(huán)境保護(hù)部開展了“環(huán)評和監(jiān)測工作創(chuàng)新”大討論,陳吉寧部長指出,大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)+等智能技術(shù)已成為推進(jìn)環(huán)境治理體系和治理能力現(xiàn)代化的重要手段,要加強(qiáng)數(shù)據(jù)綜合應(yīng)用和集成分析,為科學(xué)決策提供有力支撐。
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