環境大數據應用“含苞待放”？

近期，大數據的“倩影”頻繁出現在國家出臺的各項方案和指導意見中，也成為環保系統熱議的內容。

北京、武漢等不少省市的數據資源中心早已建成。截至目前，全國將近2/3省（自治區、直轄市）環保廳都已建成或正在建設環境數據資源中心。

面臨大數據的龍卷風，環境數據資源中心是否做好了準備？環境大數據應用走到了哪個階段？

數據如何“開口說話”？

相比于其他省市的環境信息化建設，北京市環境信息化建設起步較早。北京市環境數據中心的建設開始于2012年，并于2013年正式投入使用，目前，北京市環保局各個業務處室主要的業務數據已經進入環境數據中心。

北京市環境信息中心主任陳海寧介紹說，數據中心的建設極大地便利了環保工作，比如原先環境監察人員進行污染源監管，需要查閱大量紙質資料，手工記錄現場情況，現在只要通過監控終端或移動客戶端直接調取數據中心的數據，就可以對污染源相關數據進行查閱和記錄，環境監管省時省力。

但不久之后，陳海寧的困惑也出現了，“數據中心是建成了，但數據中心對各業務部門的幫助還很有限，如何開發更好的大數據產品為環境管理服務，成為數據中心要突破的瓶頸。”

同樣走在前頭的武漢市也面臨類似問題。武漢市環境信息中心主任詹煒介紹說，武漢環境數據中心很早就集成了各業務部門的數據，“但現在這些數據只用來做一些簡單的統計和報表，數據還沒有真正‘開口說話’。”

而更多省環保廳的環境信息中心處于不斷建設和完善的狀態。據了解，內蒙古環境數據中心已經基本建成，目前已經進入第三期建設；云南省正處在“數字環保”第二階段，重點建設資源數據中心。

環境保護部信息中心也很早就開始注意到數據資源的開發情況，希望大數據可以成為解決環保管理問題的鑰匙。去年開始，環境保護部信息中心副主任徐富春帶領探索大數據應用，與微軟（中國）有限公司合作開發了城市局地大氣主要污染物時空分布大數據模型——U-Air，這一合作也開啟了大數據應用的“第一春”。

以U-Air為代表的大數據應用興起

目前，我國地面空氣質量監測點位的設置是根據行政區域設置，站點數量非常有限，不能反映污染物的空間分布，易受站點附近環境影響，造成不同區域受眾對數據可信性的質疑。

就北京來說，北京市有35個地面空氣質量監測點，但不能完全反映整個北京市的空氣質量狀況。“U-Air通過獲取地面監測站的空氣質量數據，結合交通流、道路結構、興趣點分布、氣象條件和人們流動規律等大數據，用基于機器認知的算法就能模擬出城市細粒度（1km×1km）的空氣質量，并能對未來24小時的空氣質量進行預測。”徐富春說，這不僅彌補了地面監測在地域上的局限性，實時監測每一寸土地，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，如何預測城市空氣質量的難題。

“U-Air是一個運用大數據解決環保問題的典型案例，并且在科學性和技術性上都經過了一定的驗證。”徐富春告訴記者，大數據應用需要滿足3個條件，第一就是數據量要足夠大，第二是數據類型要多元化，第三是要基于機器認知的學習方法和算法。U-Air除了有行業類結構化數據，還有城市道路數據、路網結構、氣象數據、地理位置、城市特征分布等數據，后臺也具備機器學習和認知計算的條件。

微軟（中國）有限公司資深架構師羅彤介紹，未來U-Air將可以提前預測1小時~5 小時的空氣質量，以幫助人們更好地計劃自己的生活，比如什么時候和去哪里慢跑，什么時候應該關窗戶、什么時候應該帶上口罩。

其實，除了微軟在大數據應用方面開展探索外，面對大數據這塊大蛋糕，環保產業已經躍躍欲試。

中科宇圖天下科技有限公司還建設了自己的大數據中心。據中科宇圖總裁姚新介紹，公司的大數據中心不僅包括各地環保業務數據，還有與環保相關的行業數據，目前，他們也研發了空氣質量預警預測模型。

北京力鼎創軟科技有限公司提出了“霾計算”總體架構，結合傳統空氣監測數據、污染源數據、氣象數據、交通數據、餐飲、學校、加油站等信息，對空氣質量進行預警預測。

北京思路創新科技有限公司則利用大數據推出了環保快搜功能，實現了各類業務一體化查詢。此外，環保快搜還可以根據用戶偏好分析，自動為用戶推薦可能需要的環境數據。如污防部門每個季度都需要超標排放的企業數據，系統可以定時為用戶推送。

大數據分析的核心就是算法和模型的研究，IBM中國研究院在大數據應用的模型上下足了功夫。據IBM中國研究院高級總監王海峰介紹，IBM采用Watson認知計算技術融合多類型多來源模型（物理模型、學習模型、專家模型），建立了可自調節的空氣質量超級模型，可以用于環境污染仿真建模和天氣預測與預警。王海峰還介紹了大數據在監測污染源方面的獨特優勢，通過對衛星觀測數據、移動用戶提供的污染源信息、地面污染源監測數據進行計算，就可以識別異常數據，為環境執法提供依據。

而大數據產業的發展又為環保部門與企業的合作提供了新的機遇。在環境保護部信息中心3月舉行的一次環境信息資源應用研討會上，鄂爾多斯遇上了IBM。

鄂爾多斯大數據平臺只是開端

鄂爾多斯環保工作已經進入信息化帶動環境管理的新階段，環境數據資源中心也已建成，未來將全部布置在鄂爾多斯大數據中心。

鄂爾多斯環保局局長董介中介紹說，鄂爾多斯大數據中心將擁有市政、交通、農業、氣象、能源等社會各方面的數據，不久，環保數據將真正對接大數據。開發大數據平臺、利用大數據為環保管理工作服務是鄂爾多斯環保局急切要解決的問題。于是，在環境保護部信息中心、內蒙古自治區環保廳的支持和指導下，鄂爾多斯環保局與IBM合作建成環保大數據平臺，并初步投入使用。

目前，除了傳統的地面觀測數據、排放清單、重點污染源監測數據、氣象數據、地形地貌，大數據平臺還集納了衛星遙感數據、企業生產數據、移動傳感器數據、社會輿論、企業信用情況等數據資源。

“大數據平臺的一大特點就是可以準確溯源，當自動觀測站數據發生異常的時候，平臺會自動觸發溯源分析，依次進行氣象分析、空氣質量分析，然后開始污染溯源，再進行企業集中生產分析。”董介中告訴記者，大數據平臺溯源可以給出量化分析結果，從而為精準執法提供數據支撐，有利于提高執法效率。

以往，溯源基本上依靠人工觀測，無法估算具體的貢獻量，極容易出現偏差。鄂托克旗位于內蒙古烏海市與鄂爾多斯市交界處，毗鄰多個工業園區，污染狀況一直處于說不清的狀態，經過大數據平臺的計算，鄂托克旗徹底搞清了污染來源。“大數據平臺的溯源功能便于我們環保部門有針對性地開展環境治理。”董介中說。

除了溯源外，大數據平臺還可以對重污染天氣進行預測預警，甚至可以預測哪一天將出現重污染天氣，從而有利于環保部門有針對性地管控污染源，避免重污染天氣的出現。鄂爾多斯信息中心接入在線監控數據和空氣自動站數據后，記者看到一張色塊動態圖，綠色代表空氣質量最優，顏色越來越深，就代表空氣質量越來越差。

鄂爾多斯環保局大數據平臺可說是環保系統開展大數據應用的一個代表，大數據建設也將成為環境保護部下一步工作的重點。

目前，環境保護部信息中心全面開展了環境大數據平臺建設的研究，正在加速制定《環保部生態環境大數據建設工作方案》。

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大數據風向標   中央深改組

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●6月19日，環境保護部開展了“環評和監測工作創新”大討論，陳吉寧部長指出，大數據、互聯網+等智能技術已成為推進環境治理體系和治理能力現代化的重要手段，要加強數據綜合應用和集成分析，為科學決策提供有力支撐。