清研智谈 | 生态环境大数据发展现状与趋势分析
在经济快速发展的过程中，人类的生产活动给自然界带来可预见或不可预见的后果。生态环境的承载力达到了极限，极端天气、大气污染等问题层出不穷，严重影响了人们的日常生活，保护生态环境理念深入人心，生态环境问题在世界各大经济政治会议上，已经从边缘问题慢慢变成了讨论中心。
“十三五”时期，我国生态环境保护取得极大的进展，在经济保持中高速增长的同时，生态环境问题得到有效的解决。“十四五”规划《纲要》提出，坚持环境质量改善工作，深入打好污染防治攻坚战，建立健全环境治理体系，推进精准、科学、依法、系统治污，协同推进减污降碳，不断改善空气、水环境质量，有效管控土壤污染风险。应对“十四五”期间我国生态环境治理面临的挑战，需要加快生态环境科技创新。大数据的快速发展为生态环境领域的精准、科学治理提供了新的方向，生态环境大数据利用大数据技术对于在传统研究方法下不易收集、处理与应用的环境数据提供新的解决方法。
大数据概述
随着物联网、云计算等信息技术的快速发展，大数据时代开始到来。大数据包含了更多的信息，通过对大量数据的分析，能够发现更多的价值。因此，越来越多的行业开始运用大数据获取价值。大数据的定义尚未统一，但其5V特点充分展示大数据，5V特点即Volume（大量）、Velocity（高速）、Variety（多样）、Value（低价值密度）、Veracity（真实性）。大数据包括结构化、半结构化和非结构化数据，结构化数据的分析更加成熟，非结构化数据的分析工具正处于萌芽和发展阶段。随着网络技术的进一步发展，非结构化数据越来越成为数据的主要部分。对于大数据而言，其意义并不仅仅在于“大”，更多的是数据的“有用”。在大数据领域中，数据的价值含量比数量更为重要。在众多的行业发展中，大数据慢慢成为了赢得激烈竞争的关键所在。
2018年，生态环境部成立，将以往分散的在不同部门的环境职责汇聚起来，成为行使生态和城乡各类污染排放监管与行政执法的部门。2016年3月，我国环保部发布了《生态环境大数据建设总体方案》，为环保系统开展生态环境大数据建设提供了强有力的政策支持和技术框架，这也意味着大数据在我国环境领域的应用才刚刚起步。
生态环境大数据
生态环境大数据是指在生态环境领域中，运用大数据理念、技术和方法，对数据的采集、存储、计算与应用，实现生态环境的现状统计、趋势预测、安全预警和综合评估，从而能够全面掌握、管理生态破坏/保护状态和环境污染/治理状态。生态环境大数据属于大数据的组成部分，是生态领域大数据集，具备大数据的5V特征。
从大量性和多样性来看，现代生态环境问题涉及到更多学科和领域，生态环境大数据与海洋学、气象科学等地球科学紧密关联，同样与信息科学、经济学等学科联系紧密，包含了田林湖草沙等生态环境系统以及了水、土、大气等方面的生态环境相关数据。
从速度来看，信息技术的快速发展，全球卫星遥感监测网络和地面检测网络的发展，短时间内将会产生的巨大的数据量。利用生态环境大数据技术可以区别与传统分析方法，提高对数据快速、实时处理的速度。
从数据的价值来看，生态环境大数据对生态环境管理具有较高的实际应用价值，能够实现生态环境精准、科学治理，生态环境大数据给生态环境领域研究带来了新的机遇与发展方向。
从真实性来看，目前多套覆盖全球的生态环境监测网络的精度不断提高，面对大量数据如何找到研究所需数据，为了确保数据的精准度，需要利用大数据技术从海量数据中去伪存真，获取真实数据。生态环境具有的复杂性，使得生态环境大数据不仅仅限于上述5V特征。生态环境大数据与其他行业大数据相比，具有数据结构更加多元化、部门监测分散、数据跨越的时间较长等特点。
生态环境大数据的发展现状
20世纪中叶，国际地球物理年和国际生物学计划为代表的大科学研究在生态环境领域出现了“大数据”思想，随着后续发展逐渐成为了收集和存储大量生态环境数据的网络。我国的生态环境大数据发展时点相对较晚，经过“十一五”全面建设和“十二五”转型发展，环境管理进入信息化新阶段，为大数据技术的落地应用奠定了数据基础。《生态环境大数据建设总体方案》的实施，促进了我国生态环境大数据逐步走上了快速发展的道路。
在生态环境大数据领域，生态环境监测形成国家-省-市-县四级生态环境监测组织架构，从监测管理与技术机构、监测人员等数据来看，总体覆盖所有地级及以上城市和大部分区县。在生态环境检测建设的过程推动落实排污单位污染源自行监测主体责任，重点排污单位与国家平台联网，建成生态监测地面站，环境一号A/B/C卫星组网运行，高分五号卫星成功发射，初步形成天地一体的生态状况监测网络。
生态环境大数据应用明显提升。《中国生态环境状况公报》和环境质量报告书定期发布，空气、地表水等自动监测数据实时公开，可以通过手机APP、微博、微信等多种渠道便捷查询，公众健康指引和出行提供参考。在国家和地方监测数据联网与综合信息平台建设方面，支持管理部门、地方政府以及相关科研单位共享应用。全面放开服务性监测市场，满足公众和企事业单位对监测服务的个性化需求，带动监测装备制造业和监测技术服务业蓬勃发展。
生态环境大数据的发展趋势
我国的生态环境建设快速发展，建成了相连的环保业务系统，但是各业务数据标准格式与技术路线并不统一，使得生态环境领域出现了不同程度的数据分割，造成了“数据孤岛”。在生态环境领域中，我国生态环境大数据不仅仅分布在环保领域，还包括水利、林业、国土、气象、交通、生态、规划等其他部门的大数据，涉及多领域、多部门和多源数据。面对生态环境的多样性和复杂性，将不同类型的生态环境大数据相互连接、碰撞和共享，才能释放生态环境大数据的价值。
利用生态环境大数据形成有序的生态环保产业。在产业的发展中，培育重点企业，发挥龙头企业引领支撑、中小企业创新发源地作用，共同推动大中小相关企业发展。参考提升协同研发、成果转化、评测咨询、供需对接、创业孵化、人才培训等大数据公共服务水平建设，加快生态环保产业集群化发展，形成资源、主体和区域相协同的生态环保产业生态。
对于生态环境大数据的建设，要始终坚持生态环保数据安全防线。在生态环境大数据的发展中要坚持安全与发展并重，加强相关数据安全管理，尤其加大对重要数据、跨部门和跨区域等数据安全的保护力度。在发展的过程中提升生态环境数据安全风险防范和处置能力，加强安全产品研发应用。
撰稿 | 方子晴 清研集团智能数据挖掘研究部研究员
编辑 | 李姝敏
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