I节能环保LOW CARBON WORLD2021/6环境空气质量监测数据关联分析及深度挖掘解决方案 李灵1，付琴2
(1.重庆市生态环境监测中心，重庆400000:2.重庆环科源博达环保科技有限公司，重庆401147)
【摘要】为解决环境空气质量监测数据关联分析及深度挖掘方案中存在的不足，本文对方案建设背景、环境空气质量监测数据分析与方案建设内容进行研究，提出方案核心功能，包括环境空气质量状况可视化展示、污染物数据空间动态分析、精准预报助力污染防控、建立典型污染过程分析案例以及自动生成业务报告。 【关键词】环境空气；质量监测数据；关联分析；深度挖掘
【中图分类号】X83O【文献标识码】A【文章编号】2095-2066(2021)06-0066-02
0引言
近年来，城市空气污染作为环境污染问题之一备受关注，要想有效控制大气污染，首先要科学评价空气环境质量，这对于客观了解城市空气污染现状、预测其发展趋势、有效控制空气污染及实施可持续发展战略具有重要意义。过去，大量的监控数据基本都是分布式管理，不方便集中使用。为有效解决上述问
题，需要按照冗余数据最小化、多应用共享的原则，建立和应用一个将环境监测数据和信息有机组织和存储的数据库。该系统在高效、快速和安全的环境中建立了在线监控网络叭在大气污染防治工作中，提供及时准确的监测结果，促进城市环境空气质量的改善。
1方案建设背景
为解决环境保护相关部门数据孤岛问题，加强部门之间的信息共享和交流，并在此基础上挖掘更科学、更有价值的信息，本规划设计方案提出需依托云平台的支撑建立环境大数据关联分析及深度挖掘。作为新的技术手段，大数据打破了传统的数据信息的收集、储存和处理方式，对海量多源异构数据进行整合分析并迅速获取有价值的信息。与传统的信息处理和数据分析方式相比，它能在合理时间内收集、管理、处理原始数据，对数据进行关联分析及深度挖掘，并整理成为帮助各级主管部门决策提供支持的数据。应用到大气环境监测领域，对于大数据技术来说，其开发应用必然成为新的引擎，不仅能加强环境的精细化监管，而且能提升环境决策的科学性和管理的定量化水平，在环境管理向智能化和网络化的转变中，创造良好的技术环境。
2环境空气质量监测数据分析
铝合金拉丝(1)统计规律分析。统计规律分析是基于数理统计、模糊数学方法、数学物理方程等相关方法对环境空气监测数据进行规律性评价、分析和解释。
(2) 合理性分析。两种或两种以上的监测数据之间通常有固定的联系，合理性分析技术就是在这个理论上实现的。对于特定环境空气监测数据的分析，使用该方法的首要前提是必须结合多种环境条件和特定污染参数的各种因素，进行准确、合理的分析。准确性和有效性由各个环境的各种要素相互影响，同时对这部分影响进行合理、科学、有效的评价和分析，更好地获取环境空气监测的相应数据［2］。无论采用哪种方法，环境空气质量监测数据都需要在一定程度的正/负相关性，从这些相关性中，可以确定各种条件下相关数据之间的相关性。
(3)可比性分析。环境空气监测数据的审核和分析过程涉及一个非常重要的环节，即对不同类型的监测数据进行比较，包括众多的环境因素、污染物、监测方法、行业、数据处理方法、条件及大多数实验室等多方面的可比性合理分析。可比性包括的范围很广，专业性很强，要求的标准也很高，所以对可比性进行具体分析时，会发现涉及很多专业的、高科技的监控技术、标准和规范。此外，可比性分析应以了解污染物与相关迁移规律为基础，只有这样，才能对不同环境中不同物质之间的相互关系进行比较分析。
3方案建设内容
系统内置常用的数据挖掘算法、常用数据特征库，根据用户指定的需求，定制开发，多个维度数据自动进行关联分析与深度挖掘，助力提升环境管理与分析决策。
(1)信息整合设计。中央数据库需要接收多种数据并进行整合，主要包括城市环境监测数据，如审核后数据、环境空气自动监测数据以及统计分析数据等，其次还有与数据相关的
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LOW CARBON WORLD 2021/6
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监测对象、与数据相关的基础业务数据等。
(2) 数据架构设计。为了方便下一阶段的数据库顺利实施
设计，要成功实现原始数据的管理，通过以关系定义的方式， 组织数据流程图中反映的数据流。
(3) 管理平台技术构架设计。在该系统的开发过程中，综 合利用IT 技术、数据库与网络通信技术、地理信息系统技术 与多媒体等多项先进技术，在B/S 架构方面进行多层次的开
发，建立完整的环境空气质量监测管理信息系统叫
(4) 基本功能设计。根据系统需求分析、业务流程分析、数
据流程分析和实际需求调查，系统需要实现监控、数据审核、 统计分析、基础信息管理以及信息公开等各项功能。
4方案核心功能
(1)环境空气质量状况可视化展示。可视化图表能够非常 直观地展示环境空气质量数据分析的结果，展示内容主要包
括各区县空气质量综合指数、空气质量状况对比、城市污染日
历等分析维度，助力提升环境管理与分析决策。环境空气质量 情况如图1所示。
图1环境空气质量情况
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(2)污染物数据空间动态分析。系统根据不同类型的监测 数据(主要包括城市评价点、污染源监控点、交通监控点、区域
环境监测点、背景环境监测点)，通过大数据综合算法，结合气 象参数等不同维度信息，推算城市间、区域范围内污染物时空 变化趋势，精确掌握污染物传输动向。大气污染物空间分布展
示如图 2 所示。
警预报水平，为大气污染防控提供坚实有力的技术支撑叫
(4) 建立典型污染过程分析案例。结合区域、城市典型污
染过程中的大气污染物浓度、天气形势类型、气象要素等因子 进行综合分析，建立污染过程与上述各因子之间的相关关系 与概念模型，以此全面评估区域、城市间污染过程的影响范
围、持续时间、输送扩散以及主要原因，建立区域典型污染的 案例库。在此基础上，对未来可能发生的区域性、城市间污染
过程进行研判，以支撑大气重污染应急管理决策。
(5) 自动生成业务报告、综合报告。根据不同环境管理要
求，利用大数据深度挖掘等前沿信息技术，综合环境空气质量
不同类型数据，自动生成各种类型报告，主要包括(年、季、月) 空气质量状况、环境空气质量动态分析报告；除此之外，自动 生成各种类型专题报告，进一步提高报告质量水平，提升用户 工作效率，逐步实现精细化管理。
5方案建设成效
磁悬浮支架图片
当前，大数据与“互联网+”等技术已成为科研与商业革 新、政府运作乃至人类思维方式转变的热点。充分利用先进的 信息技术工具，率先在环境领域全方位探索建设具有高度信
息化、智能化水平的“大数据+”环境监测数据深度分析体系， 为大气环境监测数据分析领域的建设树立先进标杆和示范，
提供了可参考借鉴的经验与案例冋。该系统的设计和实施，对
环境监测站环境空气质量现状的摸底有一定的助力，对了解
环境空气质量多年来的演变趋势和规律有一定的作用，通过 与污染源管理系统相结合，为减少排放源提供及时可靠的数 据支持，助力改善城市空气质量。
6结语
综上所述，由于环境监测数据量大，监测数据可信度差异
显著，需要加强环境和大气监测。对于环境空气监测任务，还 可以结合先进技术来构建完全自动化的监测系统，这不仅有
效提高了监测和数据处理的效率，还能减少人为误差。
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收稿日期：2021-05-10
作者简介：李灵(1982—)，男，汉族，四川广安人，硕士研究生，高级工程师，主要从事环境空气质量监测、监督管理方面
工作。
图2大气污染物空间分布展示
(3)精准预报，助力污染防控。全面接入多种气象预报产 品(主要包括天气形势分析图、卫星云图、雷达回波图、T639
数值预报分析、GFS 数值预报分析、KMA 天气预报分析、环境 气象条件预报分析、全国降水量预报分析等)，掌握全国范围 的气象因素条件，同时结合本地污染源动态清单，全面提升预
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