大数据背景下的智慧环保建设与改进措施讨论

郑国军

（定西市生态环境局安定分局，甘肃 定西 743000）

为了能够更好的适应智慧城市以及环境保护工作的实际需求，利用数字化技术对环境信息进行全体把控，对现有的环境信息数据进行采集和评价，在结合信息化技术和数字化技术，获得更加真实全面的环境信息。智慧环保就是对环境保护的重要方式，将数据技术和环保技术进行有机结合，确保在大数据背景下能够对城市生态环境进行有效的保护。利用大数据技术是解决智慧环保问题的有效途径，而数字环保也是智能环保中的重要组成部分，是智慧环保发展过程中的重要阶段。基于此，在本文中就针对大数据背景下智慧环保系统的建设进行探讨和分析。

1 智慧环保的内涵分析

所谓的智慧环保就是利用互联网技术以物联网技术为基础，利用大数据、云计算等先进的技术手段，来提高城市环境监测水平，促进环境保护工作的顺利开展，进一步提高环境治理效率。也就是说，在城市环境保护中使用智慧环保是对现有传统环境保护工作方式的创新，对于智慧环保来说，数字环保是其基础内容。与传统的环境保护工作相比，智慧环保引进了数字化实时监控系统，在借助先进的网络技术，将获得的数据实时上传进行共享，这一工作主要是围绕数据传输来开展的。通过对各项信息进行实时共享和传输，能够有效节约生态环境部门人员监控所消耗的人力成本，在借助实时监控技术的优势，对于潜在的违规排放企业起到有效的警醒和震慑作用。另外，对于智慧环保来说，选择科学的治理方式是保证智慧环保顺利推进的前提。以数据传输为基准，促使智慧环保能够在城市的各个角落以及各个区位利用传感器，搜集相关的数据，再借助大数据技术，对于获得的信息进行全面的处理和分析。在此基础上，通过对收集到的信息进行可靠的分析，能够对传统的环境保护措施进行相应的调整，在这一过程中需要对传统环境治理措施进行不断的创新和完善。利用大数据技术可以将原本独立的环境保护措施进行有机结合，同时环境治理措施也能够充分利用信息的整合，而实现不同部门之间的联动，从而提高城市环境治理水平[1]。

2 大数据在智慧环保体系中应用的意义

2.1 保障生态环境监管

就目前我国城市环境保护工作来说，环境监测存在一定的薄弱性，很难满足现阶段我国环境保护工作的实际需求。根据相关统计可以发现，近几年来环境保护方面出现的违法行为逐渐减少，但是其多发事态也没有得到有效的控制以及转变，所以这也会在一定程度上，加大环境治理以及环境监测工作的难度。将大数据技术应用到智慧环保监管体系中，能够有效提高环境，保护工作效率，切实提高环境监管的力度，同时还能够进一步提高各个监管系统的协同性，从根本上提高环境保护效果。

2.2 提升执法的现代化程度

大数据是现代执法体系建设的关键，在大数据技术的支持下，能够保证环境治理工作中，非现场监管工作的顺利开展，还可以对危险源进行实时自动化的监管，切实提高环境问题的监管力度。通过在线监控技术、卫星遥感技术以及无人机等先进的技术手段，能够对环境问题进行实施监测，再结合人工智能和大数据技术的应用优势，从根本上提高环境，保护执法工作的现代化程度，从而提高环境治理工作的高效性和时效性[2]。

2.3 提高环境监测的精准性

要想从根本上提高环境治理效率，离不开环境监测的支持，而环境监测工作具备一定的复杂性和综合性要求。相关工作人员严格落实数据分析以及采样监测等各项工作，同时还应该对环境的变化状况进行实时关注，立即上报，对于潜在的危险源进行及时排查，确保环境治理方案的顺利落实，同时还应该对治理方案落实的效果进行实时监督利用。大数据技术能够号召各个单位积极的参与到环境治理过程中，从根本上提高环境治理工作的效率。此外，利用大数据技术，还能够对环境变化状况以及自然灾害等进行各科学的预测，保证环境治理方案的超前性。

2.4 提升环境治理方式的先进性

环境保护工作中，传统的治理方式已经很难满足当代社会环境，治理工作的实际需求，主要是由于传统的治理方式存在一定程度的落后性。而目前我国所面临的环境问题难度越来越大，所以使用传统的治理措施很难达到理想的效果，利用环保大数据技术，能够有效提高现阶段环境治理的科学性和先进性，为环境治理工作提供可靠的指导意见，从而保证环境治理中存在的问题得到有效的解决，从根本上提高城市环境保护效率。

3 构建智慧环保体系构架

3.1 感知层

智慧环保体系建设过程中，感知层是其中的基础环节，同时也是整个保证层中非常关键的一个环节。首先，根据自上而下的顺序，建设智慧环保系统的感知层领导人员，也需要对感知层进行科学的规划，做到统筹兼顾，防止出现跨区域的环境问题。第二，各级政府部门也应该根据自身掌握的资源状况，进行科学的顶层设计。第三，为了能够有效提高公众的环保意识，可以充分利用移动终端，帮助广大人民群众及时了解生态环境保护的各种问题。总而言之，通过科学的顶层设计，能够对现有的资源进行有效的整合，及时添加新型的感知装置，在利用公共移动终端设备形成天控监管系统，对于各种环境问题进行全方位实时监测，确保能够获得第一手的环境监测数据[3]。

3.2 网络层

在智慧环保系统中，网络层起到了枢纽的作用，主要负责从感知层获得的相关数据影像以及信息上传到操作平台，然后将这些珍贵的资料发送给各大终端设备。在建设网络层的时候，需要结合现有的宽带网络、无线网络以及通信枢纽进一步拓宽环境监管中的覆盖面积，不论是人烟稀少的原始森林还是大城市，都必须严格按照相关的标准覆盖网络，这样才能够便于各项信息的传输，及时收集到环境数据。同时，也应该进一步加快移动APP的研发速度，这样就能够方便人民群众对于上传到的各种环境问题进行实时监管。最后，在建设网络层的时候，还应该对于网络信息安全、个人隐私等问题加大关注力度。总而言之，通过对现有的资源进行不断的整合，进一步拓宽网络的覆盖面积，提高公众的参与度，从而建设成全面覆盖的网络系统。

3.3 应用层

首先，建设应用层需要确保具备大型的数据中心，为相关数据信息的存储和共享提供便利，然后还应该确定好相应的门户网站以及APP软件，为相关工作人员查找信息提供便利，同时还能够为各个企事业单位办理环境保护相关的审批备案提供便利。第二，在应用层中，一旦出现数据异常或者接近极限值时，就可以及时跟踪危险源，这样就能够及时找到危险源的准确位置以及单元，并且发出相应的警告。一旦超过极限值时，就能够第一时间报警，提醒相关企业以及部门针对这一问题进行有效的监管。另外，还可以对不同的数据，设置不同的安全等级，以此来保证智慧环保系统的信息安全建立，不定期检查制度也能够对智慧环保系统进行突击检查。第三，智慧环保系统的应用层，还能够为管理层的奖惩决策提供可靠的数据支持，根据不同的环境条件，制定出切实有效的风险应急预案[4]。

3.4 感知层

智慧环保系统的建设必须要从全局出发，建立与全国统一标准化的硬件感知层，以保护环境为核心要素，建立各个城市为主体的综合性跨网络的监管系统，确保环境保护方面的各项信息数据能够得到最大化的利用。此外，还应该根据不同城市的实际生态环境现状，选择出最佳的硬件检测设备，将其安装在相应的设备上。举例来说，在工业厂房或者污水处理厂等区域，一般会聚集大量的污染物，可以将硬件感应装置安装在这一类型的区域，并且在此建设底层硬件感应层，通过对GPS技术进行灵活的应用，就能够准确的找到城市管理中各个污染源的源头。另外，对于现有的各项资源进行合理的调动，建立智慧城市环保体系，人们需要对现有的环境保护资源进行科学的利用，建立硬件感应层，确保智慧环保系统的安全稳定运行，进一步降低环境保护中的成本投入。最后，建设信息反馈和外感知系统。近几年来，社会各界对于环境保护问题的关注度越来越高，为了能够有效提高智慧环保系统的运行效率，必须建立切实有效的信息反馈机制，适当的放宽底层硬件感知层的权限。举例来说，城市内的居民也可以使用移动硬件设备，将实际生活中发现的环境污染问题以及监测数据上传到环保系统。

4 智慧环保建设改进措施

以智慧环保体系作为依托，有针对性的对城市大气、水体、土壤等要素进行完善的监管。就目前的实际状况来看，我国智慧环保系统仍然处于探索阶段，由于其在城市治理方面经验不足，所以需要以人工监测管理为主，逐渐转变传统的管控模式，建立以互联网为主的智慧模式，通过互联网进行自动化监测提高环境管理效率[5]。

4.1 构建物联网环境监测覆盖体

城市化建设速度的不断加快，使城区面积、工业活动面积以及人口分布都得到了巨大的改变，如果仍然使用传统的环境监测体系，已经很难满足现阶段环境保护工作的需求。所以，相关部门需要在物联网技术的支持下，科学应用流动监测站、在线监测系统以及固定监测站点，建立全覆盖的环境监测体系，确保污染源和环境质量能够得到全面实时的监控，以此来获得最佳真实可靠的环境监测数据，从根本上提高环境保护质量。同时，在互联网技术的应用下，既是不同类型的监测站点以及监测设备，其所获得的信息数据资源也能够进行全面的整合和分析，在保证数据精准度的前提下，引导执法部门顺利开展环境执法工作。举例来说，可以使用云计算技术建立数据资源库，并且组建专业的运营团队，充分发挥互联网环境监测系统的应用优势。

4.2 完善生态环境管理内容

从专业角度来看，环境保护部门应根据城市环境问题实际现状，建立起专业的业务系统。业务应用系统主要包含环境保护管理体系、信息统计系统、排污收费系统、生物多样性管理系统、污染源管理系统、卫星遥感设备以及空气质量预报系统等等，并且根据对应的管理系统，建立科学的管理流程，切实提高环境保护效率。在环境资源信息开发整合的前提下，确保能够在规定的时间内完成环境质量公报、年报以及空气质量日报、水环境检测周报等，充分利用信息遥感系统完成工作简报，从而提高环境保护的效果，顺利达成环境保护目标。就目前污染管理方式来看，原有的管理方式已经不适用于现代的管理体系，所以也应该建立更加全面更加专业的管控平台，根据大气水以及生态资源的实际特点，建立科学的环境保护目标。为了能够更好的生态环境管理以及决策技术的支持，需要做好以下几点：首先，充分利用大数据技术对现有的环境信息进行不断的收集和利用，并且将环境治理措施与不同的业务模块进行有效的整合，对未来的环境状况进行提前预测。在大数据技术的支持下，进一步提高预测效率，利用人工智能技术，将各种不同的信息数据进行全面的整合和分析，及时发布信息预警更快速的查找到污染源的根源，在利用遥感监测设备以及公共反应机制，切实提高环境管理工作的智能化水平。

4.3 建设大数据共享平台

现如今越来越多的先进设备应用到环境保护中，在先进的监测设备支持下，能够保证污染源和产品在使用过程中得到更加专业化的检测和管理，在这一过程中必将会产生大量的信息数据，这样即便是使用计算机进行分析，也会带来极大的压力和挑战。使用传统的数据库处理就更难满足环境监测的实际需求，所以要求通过借助大数据平台构架，包括Storm平台、spark平台或者Hadoop平台，然后，再根据目前环境监测工作的实际需求以及特点，建立出符合自身实际状况的大数据处理平台，从根本上提高环境数据处理效率和质量。现如今，经济发展的速度越来越快，人们的环保意识也得到了极大的提升，对于环境信息监测和管理方面都具备了极强的主动性。所以，相关部门也应该充分利用先进的互联网和计算机技术，建立互动式的监管平台或者APP，再通过各种社交平台，例如微信、微博、公众号等等，对APP和管理平台进行针对性的宣传，引导大众对管理平台和APP的相关内容进行关注，切实提高环境管理的有效性。另外，还应该加大对环境保护行业内信息以及活动的定期推送，进一步提高公众的参与度，加强监管部门对于环境保护工作的执法监管力度。

4.4 建立分布式环境传感器和处置中心

城市发展过程中建立智慧环保系统，首先就需要建立一套完善的信息收集和采集系统，也就是分布式传感器。这一系统主要就是利用互联网和信息线路将收集到的信息，及时上传给生态环境部门，在实际应用过程中，这一系统的优势是不受到时间的限制，能够对各种环境数据进行实时采集，而且这一系统广泛分布在城市的各个位置，能够保证传感器接收到城市中各项环境类的信息数据。集中处置中心是对城市的环境问题进行处理的中枢系统，处置中心对于传感器所收集到的信息进行汇总，并且利用大数据技术对信息进行深度分析。通过获得的相关结果，处置系统就能够根据各类信息的实际特点，提前为生态环境部门制定的相关应急预案以及解决措施，提供有效的数据支持，为环境保护工作打下良好的基础。同时也是整个智慧环保系统运行中的核心内容，能够为城市环境保护工作提供更加有针对性更加规范性的治理方案。此外，利用大数据技术制作的治理方案，还能够有效防止人为决策导致方案不当或者失误的现象。

5 结语

智慧城市发展过程中，建立智慧环保体系是未来发展的必经之路，智慧环保能够充分利用各种信息化技术，例如大数据技术、云计算技术、GIS技术等等，对城市中环境问题的各项数据进行深入的研究和分析，从而准确预测未来城市生态环境发展的趋势，制定出切实有效的环境保护策略。所以，需要采取正确的智慧环保体系建设措施，建立起更加直观更加清晰的构架体系，促使我国环境保护工作，从数字环保向着智慧环保的方向不断发展，为智慧城市的建设打下良好的基础，从而有效解决城市环境问题。