环境质量的概念范文

导语：如何才能写好一篇环境质量的概念，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公文云整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

【关键词】 老年股骨颈骨折； 优质护理干预； 不良情绪

doi：10.14033/ki.cfmr.2016.31.051 文献标识码 B 文章编号 1674-6805（2016）31-0093-02

【Abstract】 Objective：To analyze the clinical effect and adverse effect of high quality nursing intervention on elderly patients with femoral neck fracture.Method：150 cases of elderly patients with femoral neck fracture in the author’s hospital for treatment were selected， and were divided into two groups according to the nursing mode grouping，75 cases of patients of the control group were treated with routine nursing， and 75 cases of patients of the experimental group were given high quality nursing intervention，the hip joint function of two groups of patients after clinical nursing were scored，bad mood improving situation before and after nursing were compared. Result：The Harriy comprehensive score of the experimental group after 6 months was significantly higher than that of the control group；After nursing SAS and SDS scores of the experimental group were significantly lower than the control group，and the difference was statistically significance（P>0.05）.Conclusion：High-quality nursing intervention can help the elderly femoral neck fracture patients restore process， improve functional recovery and improve the patient’s bad mood， in clinical nursing application has important value.

【Key words】 Elderly patients with femoral neck fracture； High quality nursing intervention； Bad mood

First-author’s address：Tianjin Third Hospital，Tianjin 300161，China

股骨i骨折是一种常见的髋部骨折类型，由于老年人的身体骨骼较脆弱，身体体质较差，有创伤性的疾病会给患者带来身体和心理上的压力，严重影响老年人的晚年生活[1]。术后的护理对患者的治疗和恢复起着关键性作用，优质护理干预的临床护理效果显著，尤其在老年人护理上[2]。现选取笔者所在医院治疗的150例老年股骨颈骨折患者进行临床分析，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2012年8月-2014年4月在笔者所在医院进行治疗的150例老年股骨颈骨折患者，随机分为两组，各75例。对照组男35例，女40例，年龄51～86岁，平均（67±4.78）岁；试验组男39例，女36例，年龄50～83岁，平均（64±5.69）岁。患者受伤原因：车祸53例，重物挤压34例，坠落摔伤43例，其他原因20例。两组患者性别、年龄及其疾病类型等方面比较差异无统计学意义（P>0.05），具有可比性。

1.2 方法

对照组患者给予常规护理，主要对患者的生活、药物使用、饮食安排及心理进行护理。试验组的患者给予优质护理干预，护理内容：（1）医院要根据护理人员的特点，对护理人员进行相关护理服务的知识培训，提高护理人员对优质护理的认识与了解，从根本上为患者提供优质护理。（2）对病房的护理人员进行合理安排，每个护理人员要明确自己所负责患者全部信息内容；同时为患者提供温馨、干净的病房，保证一定温度和湿度；根据患者个人需求提供所需物品。（3）护理人员针对自己负责的病患进行专业评估并制定一份详细的患者感兴趣的康复训练计划，每天按照项目训练，主动与患者沟通，了解患者的心理动态，有助于帮助患者顺利完成训练项目。（4）在日常生活中要密切观察患者的情绪波动情况，患者不理解的事情，及时给以解答；让患者了解自己的病情，容易配合护理人员进行治疗。（5）在正常生活中，护理人员要教育患者如何对自己情绪进行调节，如多听听音乐，看看电视，指导患者做一些放松身心和肌肉的小型活动。

1.3 疗效判定标准

采用Harriy髋关节功能评分标准对两组患者进行评分，从患者的疼痛程度、功能恢复、活动能力、畸形程度、运动范围等方面以100制进行综合评分，评分越高患者的恢复状况越好。同时两组患者采用焦虑自评量表（SAS）和抑郁自评量表（SDS）进行评分，得分小于50无抑郁和焦虑，50～59分为轻度抑郁焦虑，60～69分为中度抑郁焦虑。记录患者经护理后不良现象进行比较[3]。

1.4 统计学处理

采用SPSS 17.0统计学软件包对本次研究相关数据进行处理与分析，计量资料以（x±s）表示，采用t检验，计数资料以率（%）表示，采用字2检验，P

2 结果

2.1 两组患者护理后的髋关节功能Harriy综合评分比较

试验组6个月后的Harriy综合评分为（95.34±25.43）分，明显高于对照组的（82.77±23.67）分，差异有统计学意义（P

2.2 两组患者护理前后不良情绪的改善情况比较

两组患者在护理前的SAS和SDS评分差异无统计学意义（P>0.05），护理后试验组的SAS和SDS评分显著低于对照组，差异有统计学意义（P

3 讨论

股骨颈在解剖结构上受杠杆作用影响，临床表现上均出现明显的移位，老年人由于机体处于退化状态，身体抵抗力低、骨骼脆性大、自身恢复能力差等特征发生骨折时不易愈合，一旦发生严重错位就会导致股骨头坏死，严重影响患者的自理能力和生活质量[4]。对于患者除了给予正确的治疗外，护理质量直接对患者的恢复情况造成不同程度影响。

临床研究表明，试验组6个月后的Harriy综合评分明显高于对照组；护理后试验组的SAS和SDS评分显著低于对照组，差异有统计学意义（P

综上所述，优质护理干预可以帮助患者顺利地进行治疗和康复训练，改善临床不良情绪，提高了患者的生存质量，在临床护理工作中具有重要意义。

参考文献

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“综合性的生态保护红线概念的提出，意味着在今后的生态文明建设中，我国将会在此概念指引下，逐步确定空间开发控制范围、资源利用控制阈值、重点污染物排放控制总量以及环境质量的宜居标准控制，完善生态文明的控制性指标管理。”

《公报》中提出“要健全自然资源资产产权制度和用途管制制度，划定生态保护红线，实行资源有偿使用制度和生态补偿制度”，“划定生态保护红线”是首次提出，显示出决策层对生态保护红线的认识不仅包含了“控制开发强度，调整空间结构”以及“严守耕地保护红线”，使生态空间红线概念得到确认，而且从自然资源角度展开，使生态保护红线概念从生态空间红线向生态资源和生态环境红线外延。这标志着生态保护红线成为一个综合性的生态文明建设控制概念。

综合性的生态保护红线概念的提出，意味着在今后的生态文明建设中，我国将会在此概念指引下，逐步确定空间开发控制范围、资源利用控制阈值、重点污染物排放控制总量以及环境质量的宜居标准控制，完善生态文明的控制性指标管理。

第一，将继续推进国家及地方生态红线区域的划定，全面落实生态空间控制。

通过明确生态空间红线，有效保护重要生态功能区、生态脆弱区、生态敏感区以及人居保障区。在此基础上建立国土生态安全监测与监察体系、预测与预警体系和国土生态安全管控体系，为生态多样性、脆弱生态系统和人居环境的保护提供保障。

第二，在环境和资源的双重压力下，我们将越来越关注生态环境和资源的承载能力，着力推动资源利用阈值红线控制、重点污染物排放总量红线控制以及环境质量的宜居标准红线控制。

首先，通过科学确定各流域、区域合理的水资源、土地资源、矿产资源等资源开发利用阈值，以资源利用总量和资源利用强度红线来加以约束。以此统领过去的耕地红线和各部门提出的资源利用红线，如水资源红线等，使之由部门意志提升为国家意志。

我国人均水资源占有量仅为世界人均水资源占有量的1/4，而2011年万元GDP用水量为129立方米，远超出世界平均水平。全国用水消耗总量3201.8亿立方米，其中耗水率达52%。据统计，全国669座城市中有400座供水不足，110座严重缺水。根据2011年在20个省级行政区对70个地下水位降落漏斗的不完全调查，年末总面积6.5万平方公里。在36个浅层漏斗中，年末漏斗面积大于500平方公里的有12个；在34个深层漏斗中，年末漏斗面积大于500平方公里的有15个。我国现在已经成为全球最大的能源消耗国和最大的进口国之一， 2012年全年能源消费总量为36.2亿吨标准煤，能源消费占全球20%强，其中煤炭消耗占全球的46.2%，钢铁消费占全球43%，铜占40%，铝占41%，均居世界第一。因此，有必要以资源利用红线倒逼经济转型，优化经济结构，支持循环经济发展，破除依赖资源投入为特征的粗放工业型发展方式，缓解我国日益突出的资源利用压力，在经济社会发展的同时切实保障资源的生态与人居需求。

其次，通过科学确定合理的流域区域废水、废气污染物排放总量和强度，以污染物排放总量红线和排放强度红线来加以约束，从而控制污染，避免生态环境的进一步恶化。前些年人们通过太湖蓝藻事件了解到水体的环境承载力，而近两年全国范围内雾霾的持续暴发则警醒人们：我国相当部分地区的污染物排放已经超出大气的环境承载力。到2012年全国化学需氧量排放总量仍达到2423.7万吨，氨氮253.6万吨，二氧化硫2117.6万吨，氮氧化物2337.8万吨，位居世界第一。我国“十一五”期间已开展总量减排工作，并在“十二五”期间将总量减排从工业与生活延伸到农业，同时增加了控制污染物种类。

过去虽然也对总量减排严格管理，甚至实行“一票否决”，但是从未提过红线概念。今后，我们认为总量减排也应纳入生态保护红线进行考核管理。未来将通过严格的减排统计及考核办法，配套减排监测体系进行监督管理，以进一步提高管理层级。通过严格的污染物排放总量红线和排放强度红线管理，倒逼我国的产业转型升级，发展循环经济，推动清洁生产，降低污染物排放水平。从而在今后一段时期里，重点在大气环境方面解决雾霾问题，在水环境方面解决河流黑臭、重点湖泊富营养化问题，在土壤环境方面解决重金属问题，以期保障良好的人居环境。

第三，作为管理概念的生态保护红线的提出，还标志着在今后的干部考核中将强化生态空间保护、资源利用、主要污染物减排以及环境质量改善等指标，以此反映生态文明建设成效，回应公众的生态环境保护呼声。

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关键词：物元可拓法；文昌湖；水环境；评价

中图分类号：X824 文献标识码：A 文章编号：1674-0432（2011）-03-0198-2

2008年，淄博市政府对文昌湖网箱养鱼进行全面清理，使文昌湖水环境质量得到了进一步改善。为了能够对网箱治理效果做出完整科学的评价，进一步指导文昌湖水质保障体系规划，随时了解和掌握文昌湖水环境质量综合状况，因此，对文昌湖旅游度假区的开发建设十分必要。

水环境质量，是指水环境对人类社会生存和发展的适应性。水环境质量综合评价是利用采集的水域样本数据、按国家水环境质量类别划分标准、采用评价方法对样本水域质量状况进行类别定性、定量分析。水环境质量评价结果的优劣，对地区经济社会发展战略部署、水资源开发利用具有重要意义。

水环境质量综合评价中首先要选择评价指标、确定评价标准，其次选定科学合理的评价方法，然后定性或量化评价结果。目前常用的水环境质量评价方法有单因子指数法、模糊综合评判、物元可拓法、B－P人工神经网络、多种方法耦合模型等评价方法。选择评价方法首先要看其评价结果是否合理、可靠、完备，避免简单片面的反映问题。因此，水环境质量评价方法的选定应能客观反映水环境的综合状况、本质和各要素间的内在关联及变化过程。

1 水环境质量评价指标体系

文昌湖是淄博市饮用水备用水源地，目前主要以防洪、灌溉、工业供水为主。根据文昌湖水环境功能及特点，依照国家颁布的《地表水环境质量标准》（GB3838-2002），经过对历年文昌湖水质监测资料分析，选定本次水质评价的指标为：COD、BOD、溶解氧、高锰酸盐指数、氨氮、氟化物、硒、砷、汞、镉、总磷、总氮、铜、锌、铬(六价)、铅、氰化物、挥发酚、石油类、阴离子表面活性剂、硫化物、大肠菌群等共22项指标为评价因子。

2 水环境质量评价方法

水环境质量综合评价，是按国家现行水环境质量标准，选择科学合理的评价方法，通过检测水质样本采集数据与水环境质量分级标准数据段对比，从而判别某一时间、某水域的水环境综合质量与现行水环境质量标准哪一类别最接近，则认为该水域水环境综合质量属于该类别。

文昌湖水环境功能以农业灌溉、工业供水为主，兼顾渔业养殖、旅游娱乐开发，饮用水功能方面仅作为备用水源地，因此，本文可采用物元可拓方法对文昌湖水环境质量状况进行综合评价分类。

物元可拓法综合评价水环境质量的基本原理：解决事物矛盾问题要从两方面考虑，一个是事物量的变化，一个是质的变化。可拓学把事物质与量的变化有机结合起来，引入了物元概念。水体的污染是由污染物造成的，水质的变化是由污染物积聚量变到引起水体质变的过程。将水环境质量参照标准、水质评价指标体系、实测样本数据作为物元体，把评价类别区间数据与实测样本数据整合，得到物元经典域、节域、权重系数及关联函数，从而建立起水环境质量综合评价的物元模型，通过计算各类别关联度，将多因子的评价方式归结为单目标决策，并得出量化的数值评定结果。物元可拓方法能从定性和定量两个方面解决转化事物的矛盾问题，它能较完整、系统地反映事物的综合质量状况。

物元可拓方法工作步骤：

首先确定待评价事物各评价因子质量类别的数据范围，再将待评事物实测指标数据带入相对应指标各类别的数据集合中进行多指标评定，对比评定结果与各类别的关联度大小，关联度数值越大，说明待评价事物质量类别与某标准类别的符合度就越接近。

①确定经典域与节域

R0是N1，N2，K，Nk的同征物元体，其中Vij=为Nk关于指标Ci所规定的量值范围，即各类别对应的评价指标所取的数据范围经典域。

其中P表示类别的全体，Vip为所取的量值的范围，即P的节域。

②确定待评物元

实测数据用物元表示，称为事物P的待评物元，

其中Vi为P关于Ci的量值，即待评事物实测数据。

③确定指标Ci的权重

确定各指标权值：权重因子 ，指标Ci的权重为

,wi应满足 。

④确定关联度Kj(vil)

表示与有限区间的距离，其中

。

⑤计算待评事务p关于等级j的关联度

⑥等级评定

若 ,则评定p属于等级j0，

令，，j*为P的级别变量特征值。

3 文昌湖水环境质量评价

本文采用2010年10月文昌湖中心水域水体采集的水样检测数据（见表1），进行文昌湖水环境综合质量等级评价。

选取表内所列污染指标作为评价因子进行水环境质量综合评价计算。

应用物元可拓方法对文昌湖水环境质量评价的结果如下：

①确定经典域与节域：

②待评物元体为：

R中P1代表文昌湖中心水域采集的水样实测数据。

③确定各指标的权重：

④求得文昌湖中心水域水环境质量评价指标的综合关联度Kj(p)结果及水环境质量综合评价结果（J0 、J*）见表2。

4 结论

文昌湖水环境综合质量状况按照《地表水环境质量标准》(GB3838―2002)、采用物元可拓评价方法，对湖中心水域采集的水样样本进行水环境质量类别综合评价，评价结果表明，文昌湖中心水域水环境质量符合Ⅲ类标准，从类别数值定量来看应属于2.8类水质。

物元可拓综合评价方法可以从定性和定量两个角度，对水环境进行综合评价，并能找出其中主要污染因子，对水资源保护、开发利用具有积极的指导作用，可避免采用单因子评价方法造成的水资源浪费，为水体的科学管理、污染防治、开发利用提供决策依据。

参考文献

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[4] 曹升乐,等.21世纪初期山东省农村水环境保护战略研究[R].济南:山东大学,2003.

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摘要：模糊数学在环境质量评价应用中存在计算思路相同，而模糊集的建立、隶属度以及权重的确定等方面存在多种不同的方法。通过分析这些异同点，为今后模糊数学在环境质量评价中的应用和推广提供参考。

关键词：模糊数学，隶属度，权重。

Abstract: fuzzy mathematics in the environmental evaluation the application of existing calculation thinking is same, and fuzzy sets, the establishment of membership and the determination of weight there are many different methods. Through the analysis of the differences and similarities in future for the fuzzy mathematics in environmental quality assessment of the application and promotion to provide the reference.

Keywords: fuzzy mathematics, membership, the weight.

引言

模糊数学是一个新兴的数学分支，它应用微积分、线性代数、概率论和数理统计等理论和方法来研究和处理日常生活中遇到的一些难以定量化的模糊概念，使过去那些与数学毫不相关或关系不大的学科都有可能用定量化和数学化加以描述和处理，从而显示了强大的生命力和渗透力，使数学的应用范围大大扩展。

从模糊数学相关论文中可知：模糊数学自身的理论研究进展迅速；模糊数学目前在自动控制技术领域仍然得到最广泛的应用，并在计算机仿真技术、多媒体辨识等领域的应用取得突破性进展；模糊聚类分析理论和模糊综合评判原理等更多地被应用于经济管理、环境科学以及医药、生物、农业、文体等领域，并取得很好效果。

近年来，随着环境保护事业的发展，模糊数学在环保领域的应用越来越频繁，特别是在环境质量评价中的应用，引起人们的高度重视。如何使模糊数学在环境质量评价的应用中发挥其应有的作用，使计算结果更符合实际情况，因子集的建立、隶属度以及权重值的确定至关重要。

应用差异

从所查文献得，模糊数学在环境质量评价中应用的不同占主要集中表面在因子集建立、隶属度的计算以及权重的确定等三方面，以下将分析介绍。

因子集建立方法的比较

同一环境因素，如选用不同的因子集进行评价，所得出的评价结论可能完全不一样。因此，如何正确选取评价因子进行因子集的建立，对于采用模糊数学法进行环境质量计价起着至关重要的作用。从所查找到的文献来看，因子集的建立主要包括以下几种：

（1）查找相关资料。如林建元等人采用模糊数学对工业园区环境质量评估方法进行研究时，综合各方面相关之评估项目及指针，以作为建立适合国内工业园区环境质量评估项目之参考，由此拟出出适用于国内工业园区之环境质量评估阶层体系，该体系参考了蔡世禄（1997）等人的相关资料。该工业园区环境质量评估阶层体系表中，标的层的建立原则主要考虑为项目彼此关系相互独立，而在涵盖的内容范围上，除了实质环境质量的条件之外，并加入了周边环境设施的可及性、区内公共设施的充分性与便利性、环境的安全性与美观性、以及属于非实质环境条件但具有深切影响的管理维护项目，主要目标除了在提升工业区的环境质量，更强调其因应未来朝向生活化、多功能的目标。

（2）根据环境的实际情况选取。如张俊栋等人采用模糊数学法对黎河店水源地环境质量进行综合评价时，根据当地的实际情况，选取地下水总补给模数、降落漏斗、污染指数、矿化度和总硬度5项因子，能够较真实、客观地反映当地环境地质质量问题。又如，丁匡平等人采用模糊数学法对瓯江流域丽水段水质进行评价时，根据丽江市环境监测中心对瓯江流域丽水段历年水质监测的实际情况，选取DO、BOD5、CODMn、酚以及CN等5个主要评价因子进行因子集的建立，较好地反映出丽水段的实际情况。

（3）专家征询法。如芦伟等人采用模糊数学法对广西柳城县农业生态环境进行调查时，在确定生态资源、人类驱动以及系统响应等3个子系统作为一级指标，本着可持续性、因地制宜和可操作性的原则，在征求当地专家意见的前提下，又兼顾当地自然生态环境的特征情况下，共选取了17个二级指标，对当地农业生态环境进行综合评价。

（4）根据国家相关规定建立因子集。如我们接触到的书本上的例题，是选取国家相关规定进行因子集的建立。现国家对部分区域、流域、湖库等有特殊要求的，如对水体富营养化的水体，特别提出了磷等要求；又如，国家确定的总量控制指标，如水体中的COD、NH3-N，大气中的SO2、烟尘以及工业粉尘，固体废物量等，这些都可以作为因子集建立的基础。

以上各种因子集建立的方法虽然具体操作有所不同，但总的来看，都从需要评价的环境特征出发，尽可能地贴近当地实际情况。无论选取何种方法进行因子集的建立，都应与区域环境特征相结合。

隶属度的确定

模糊综合评价的核心是建立隶属函数，而模糊隶属度的确定带有很强的主观性和随意性，操作难度较大，有时根据人的经验不同，建立的隶属度函数就不同，这有可能影响评价的准确性和客观性，因此，在实际评价中应尽选择符合实际情况的方法，建立合理的隶属度函数，从而提高模糊综合评价的准确性。所查文献中，隶属度的确定主要有以下三种常用方法：

（1）降半梯形法建立各评价因子的线性隶属函数关系，对表示环境质量的每个评价因子以隶属度进行单项评价，从而构成了模糊关系矩阵。这是在环境质量评价中最为常用的隶属度确定方法。

（2）三角模糊数以及反模糊化明确值求法

林建元等利用三角模糊数以及反模糊化明确值求法，可知各等级语意标度所对映之三角模糊数，和经计算所得之反模糊化明确值，再求出两明确值间之平均值，则可作为隶属函数划分等级之个边界值。

由各环境质量影响因素之评价值，经隶属函数之转换，可得出各因素所表现之等级影响，表示为，求出由各影响因素对个评估等级的，即构成隶属函数值矩阵，或称评定矩阵R：，由此进行综合评价。

（3）专家打分法

朱照宇等人在确定广东沿海陆地表层地质环境综合质量评价过程中确定各评价指标的权重值时，采用专家打分法。如确定出地震活动0.15，活动断裂0.25，地形起伏度0.10，斜坡坡度0.15，冲沟切割密度0.10，水土流失程度0.05，崩滑面密度0.05，土体承载力0.10，地裂缝面密度0.05。尽管专家打分法具有一定的主观性，但由于地质环境影响因素复杂性和因子边界的模糊性，这种经济判断反而更可靠。

权重值的确定

权重值的确定方法较多，权重值的确定将直接影响计算结果，因此，权重值确定的准确性要求不亚于评价因子集的建立。从查找的文献中，可得出以下几种在实际操作中应用的方法：

（1）在对农业生态环境定量评价过程中，芦伟等人以层次分析法为基础上，同时广泛征求当地专家领导的意见，结合当地的实际情况，经反复讨论和研究确定各评价指标的权重值，达到既减少主观性，提高客观性，又兼顾灵活性和可操作性。

（2）环境质量评估影响因素之权重的求取，有采用德尔菲（Delphi）法以调查统计专家的意见，求得其一致性的权重；另一种则是直接由研究者主观判定之权重，两者皆可统称为专家定权法。林建元等人的研究则预期透过调查统计工业园区从业人员（即环境使用者）的意见，经层级分析求得权重。

该研究由于样本数多达500份，基于经济考虑，调查方式并不是采取要求从业人员对八项因素进行两两比较，以决定其相对重要性，而是在问卷中加入一栏目，由从业人员判断八个影响因素的重要性次序，最重要者为1，次重要者为2，依次排列，再由此计算出各因素排序数之平均值。该值反映出工业区从业人员对整体环境质量影响因素重要性之判断，值愈小者表示愈重要，反之则愈不重要。这种调查方式是考虑到让受访者有较不复杂的回答模式，以增加有效问卷的回收率，同时，后续的统计汇整工作也较为简便。吴硕贤（1995）认为采用重要性排序之平均值，以简化的AHP方法求取权重，其结果和两两配对比较的结果，可能有些许差异，但总的趋势是一致的。

（3）张俊栋等人则采用超标加权法计算权重值（反映污染物超标的定权方法），其计算公式如下：

其中，

如计算结果出现大于1.0的情况，按照模糊数学评价方法，对计算结果做归一化处理，使其在(0．1)区间内，公式如下：

根据计算结果，建立模糊权重向量。

模糊数学综合评价法的共同点

尽管模糊综合评价方法的应用有着很多不同的方法，受各种主观因素以及客观因素的影响，但在应用过程中却有着共同的思路。

采用隶属度的概念来表达客观事物是模糊数学的基点，以此来研究众多模糊现象。采用模糊数学法对环境质量进行综合评价，均是通过建立模糊子集、隶属函数以及权重集，再进行模糊综合评价，从而得出最终的评价结果。

结束语

模糊数学法在环境质量评价中得到较广泛的应用，已获得了有益的结果。在实际应用过程中，应结合当地实际情况，选用与当地环境特征最为相符的方法进行评价，这样才能得到较合理的评价结果。

参考文献

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篇5

关键词：环境管理；大数据；技术；应用

近年来，我国政府越来越注重环境问题，“十三五”期间建立环境质量改善和污染物总量控制的双重体系，实施大气、水、土壤污染防治计划，实现三大生态系统全要素指标管理；在既有常规污染物总量控制的基础上，新增污染物总量控制注重特定区域和行业；空气质量实行分区、分类管理，以期能提高我国的环境质量。大数据技术技术在环境管理中的应用，不仅可以保证环境数据的准确性，同时，也可以保证数据获取的便捷性。因此，在环境管理中应用大数据技术对我国环境工作的开展有着重要意义。

一、大数据技术在环境管理中的应用现状

（一）政府监管任务重，排污数据难甄别

政府是我国环保服务的主要购买者，同时也是企业排污的监管者。由于排污企业漏排、偷排现象突出，政府监管压力巨大。2014年，针对全国10809家国家重点监控企业进行专项执法检查，发现存在问题的企业有1044家，占全部被查企业的9.6%，其中擅自拆除、闲置O控设施的有16家，弄虚作假嫌疑的有22家，其他违规现象的有1006家。与此同时，企业排污数据造假现象层出不穷，排污数据的甄别难度显著提升，对政府监管的方式方法提出了严峻挑战。

（二）生产与治污信息分离，难以从根源解决污染困境

企业是污染控制的关键环节，承受污染物减排和企业效益提升的双重压力，积极性仍然有待提升。环保政策出台速度加快，排污标准日益趋严，新修订的《中华人民共和国环境保护法》于2015年1月1日正式实施，环保监管和处罚更加严格。但由于治污成本高，对企业整体效益影响大，部分企业在污染治理设施投资方面往往偷工减料。

（三）公众参与环境管理方式有限，渠道受阻

环境污染对社会生活影响愈发明显，环境质量的社会关注度不断提高，公众具有极高的热情去感知环境质量并参与改善工作中。目前，公众能够感知环境质量的途径有限，主要是通过政府的报告，获悉总体的环境质量，以及通过一些App，得到碎片化的环境质量状况，与公众个人的生活关联度并不紧密，缺乏广泛的、专业的、系统的环境质量平台。

二、加强大数据技术在环境管理中的应用策略

（一）建设大数据的环境监测数据中心

大数据时代的实质是“三分技术，七分数据”，数据中心建设更显得尤为重要。根据各类监测业务的需求，选取相关数据，形成针对不同应用的关键数据，建立相应的统计分析功能。通过特定的应用分析，将大量环境质量监测数据转化成为有价值的信息，发挥“大数据”技术在数据分析处理方面快速便捷作用，提升环境监测综合分析效率。以环境质量综合分析和主要污染物监测数据为基础，以数据为分析对象，建立环境质量与污染物两者间的联系，建立多层次、多种类的环境监测辅助决策模型。

（二）建立环保舆情监测分析云平台

运用大数据创新服务理念和方式，实现“用数据服务”。利用大数据支撑生态环境信息公开、网上一体化办事和综合信息服务，建立公平、便捷、高效的环境服务平台，提高公共服务共建能力和共享水平，发挥环境大数据对人民群众生产、生活和经济社会活动的服务作用。建立环保舆情监测分析云平台，针对环境保护重大政策、建设项目环评、污染事故等热点问题，对互联网信息进行自动抓取、主题检索、专题聚焦，为管理部门提供舆情分析报告，把握事件态势，正确引导舆论。一方面可使得环境管理者更好地了解社会热点事件、政策实施效果等；另一方面，通过大数据整理计算采集来的社交信息数据、公众互动数据等，可以帮助环保部门进行公众服务的水平化设计和碎片化扩散。可以借助社交媒体中公开的海量数据，通过大数据信息交叉验证技术、分析数据内容之间的关联度等，进而面向社会化用户开展精细化服务，实现个性化的推荐功能，为公众提供更多便利，产生更大价值。

（三）强化大数据技术在企业环境管理中的应用

第一，政府通过转变思维观念、创新监管手段，运用信息化手段打造新的监管利器，实现环境监管能力现代化。通过整合多部门有关污染源企业信息，及社会公众举报的信息，运用大数据技术，构建环保大数据体系，甄别环境监测数据造假、未批先建、违法偷排等环境监管漏洞，提高环境监管水平。

第二，提升企业信息化与业务的关联度，是环保大数据应用的基础。将生产运营的各环节纳入到企业的信息化系统中，同时完善企业污染物监测体系，保障污染物监测的科学性、精确性及稳定性。在此基础上，鼓励企业应用环保大数据技术，通过污染物溯源，挖掘生产经营关键环节，展开生产工艺过程的优化调整，从根源解决企业污染问题。

三、结语

总而言之，随着信息化和大数据的快速发展，在环境管理中应用大数据技术已成为一种趋势。但是，大数据在环境管理中的应用还面临着诸多挑战，需要相关部门去探索解决。因此，在环境管理中，管理人员应利用大数据不断创新环境管理模式，并为环境管理领域提供强有力的决策支持。

参考文献：

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1.1　日本地表水环境质量标准体系的内涵

环境质量标准是日本政府为保护人类健康和生存环境制定的，是环境行政的重要组成部分，是环境行政的管理目标。根据环境基本法的规定：由政府根据环境条件，为保护人类健康以及生存环境制定的标准；标准分为保护人类健康项目(简称“健康项目”)和保护生活环境项目(简称“生活环境项目”)两种类型；政府必须采取有效措施以保证环境质量达标。

在日本环境基本法和环境质量标准文件中，界定了质量标准体系的结构和基本内容。标准体系中涉及的标准类型、项目、分析方法等在法定的法律法规中均有明确的原则。根据法律法规制定的质量标准项目、限值、分析方法等技术规范具有明确的法律意义。环境质量标准不是孤立的标准限值的概念，而是一个体系，主要包括标准项目、标准限值、分析方法、监测方法、评价标准和表征方法等。不同环境媒介涉及的标准体系内容有所差异，但质量标准体系的结构具有共性。本文对质量标准体系中的监测技术规范和监测准则、评价方法等内容不予论述，重点介绍质量标准项目和标准限值的内容。

日本水环境质量标准项目分为环境质量标准项目、“必要监视项目”和“需要调查项目”三个层次。不是由单一的质量标准项目构成，而是由三种不同监控要求、不同监测频次和不同控制力度和手段构成的从防患于未然到由国家严格控制的不同级别和层次的污染物监测项目种类构成。环境质量标准项目(图1中的1)：分为健康项目和生活环境项目。健康项目属于国家严格控制，通过法律法规监测的项目，监测频次多，必须随时保持达标，不得出现超标情况。生活环境项目也属于国家质量标准范围，但允许通过制定达标期限等措施，逐步治理和防范的污染物。“必要监视项目(图1中的2)”：虽然不是法定质量标准，但作为需要监视和监控的污染物，属于必测项目，也纳入国家监测体系进行监测。监测频次少于质量标准项目。但有可能会根据科学发展和污染物的风险程度及检出情况补充到质量标准项目中。“需要调查项目(图1中的3)”：从防患于未然的角度出发，每年对选择的300种“水环境污染的化学风险物质”开展调查和监测。除此之外，消毒副产物作为特定项目也纳入日本公共用水域的监测项目体系之中。地表水环境质量标准项目构成见图1。

图1　日本地表水环境质量标准项目构成图

1.2　日本地表水环境质量标准体系形成历程

日本地表水质量标准的制定始于20世纪70年代。伴随1950年后半日本的经济高速发展，水环境急剧恶化，水俣病等公害不断发生，为遏制环境的恶化，治理污染，1967年日本颁布“公害基本法”，1970年召开以治理环境污染为主题的“公害国会”，颁布“水质污染防治法”等各项保护环境的法律法规；水环境质量标准就是根据此法首次设定。自1971年水质环境标准设定以来，根据人们对环境的认识、对各种化学物质性质的了解及环境中化学物质的存在状态，水质标准已经修订了16次，其项目、分析方法等内容也有相应的增加和变更：1971年制定8个健康项目、5个生活环境项目的环境质量标准；1975年增加PCB项目；1993年健康项目由9个增加至23个，生活环境项目增加了海域的氮和磷。同年，还增加25个项目的“必要监视项目”类的监测。1999年增加硝酸氮和亚硝酸氮、氟和硼；2003年增加保护水生生物的质量标准项目；至2009年增加了健康项目中的二恶烷项目。

1.3　日本地表水环境质量标准的制定依据

环境质量标准项目的修订，由日本“中央环境审议会水环境部会”在不同时期，根据公共用水域常规监测结果、化学风险物质检出情况、日本生产、输入、输出的化学产品产生污染物的情况，参照世界卫生组织WHO饮用水指导方针的修订情况、国内外水质质量标准、日本国内饮用水水质质量标准，并参考学术研究成果和病理、病毒试验等数据，开展讨论，对环境质量标准进行修订，包括增减项目、修订标准限值和调整分析方法等。

“环境质量标准项目等的设定依据”对各选取项目和标准限值的制定包括以下6个方面的内容：(1)物质信息：包括名称、CASNo、元素/分子式、原子量/分子量、在环境中的存在及状态(水溶性、挥发性、分解速度、迁移、产生的副产物等)；(2)主要用途及生产量；(3)现行标准(国内标准：环境质量标准、饮用水质量标准、PRTR法；国际标准：WHO饮用水水质指导方针、USEPA、EU)；(4)在日本水环境中的检出状况(公共用水域的常规监测、需要调查项目等监测调查数据；地下水普查数据)；(5)根据PRTR制度①统计的在日本全国的排放量；(6)标准限值或指针值的制定方法(防疫学调查、病理试验、毒性试验数据等)。

2　日本地表水环境质量标准体系现状

根据日本的“环境基本法”(1993年法律第91号)第16条第3项之规定：对于环境标准项目，需要经常进行科学的评判，根据情况做出必要的修订。本文所介绍的日本地表水环境质量标准，最新修订时间截止到2009年底②。具体的标准项目及标准限值如下所述。

2.1　健康项目

健康项目，从1971年最初设定的8个监测项目，经过不断修订，数次追加，到2009年11月形成目前的27个项目。具体见表1。

说明：1.(1)标准值为年平均值。但总氰标准值为最高值。(2)“不得检出”是指根据分析方法测定的结果低于检出线。(3)氟和硼的标准值不适用于海域标准。(4)硝酸氮及亚硝酸氮的浓度为根据为规格43.2.1、43.2.3以及43.2.5测定的硝酸根离子浓度乘以换算系数0.2259与根据规格43.1测定的亚硝酸根离子浓度乘以换算系数0.3045之和。2.附表1至10为总汞等11个标准项目的分析方法(略)，具体参见环境省告示78号文。3.英文和分子式或化合物内容为作者查询资料的标注，不属于日本标准文件中内容。

1999年，根据常规监测和普查结果统计的检出率较高，同时由于WHO对饮用水指导方针中增加了18种污染物监测项目，日本高尔夫场使用农药的暂定监测指导方针决定监测的5个项目等因素，筛选13个需要考察的项目，经过比较水环境中的检出率、病理研究和毒性试验的结果，参照饮用水质量标准，决定将硝酸盐氮和亚硝酸盐氮、氟和硼由“必要监视项目”转为 环境质量标准项目中的健康项目。其中，硝酸盐氮和亚硝酸盐氮标准限值的确定是根据Wa1ton等(1951)进行的硝酸浓度与婴儿高铁血红蛋白血症发病率的调查结果和饮用水水质质量标准将其设定为10mg/L。氟的标准限值设定是从预防氟斑牙角度出发，同时考虑饮用水质量标准，将其设定为与指针值相同的≤0.8mg/L。而硼的标准限值设定根据Price(1996)的小白鼠生殖毒性试验、厚生省的市场调查等结果，得到日承受量、日常摄取量的数据，将标准限值定为≤1mg/L(之前“必要监视项目的指针值为0.2mg/L”)。

在2009年11月将二恶烷(1，4-二氧六环)由“必要监视项目”转为环境质量标准项目中的健康项目。原因如下：(1)根据常规监测和调查，其检出率较高；(2)根据统计，此污染物每年向环境中有排放；(3)该物质有易溶于水、难以挥发和分解的特性。基于以上原因，此物质作为需要高度关注的污染物，纳入环境质量标准项目的健康项目中，属于需要严格控制其在环境中浓度的污染物。其标准值的设定根据小白鼠肿瘤研究实验数据，参照饮用水和WHO饮用水指导方针的标准值，定为≤0.05mg/L。

2.2　生活环境项目质量标准

生活环境项目是指与人类生活密切相关的生存环境、生态环境的监测项目。其标准值设置不同于健康项目，健康项目标准值在所有环境媒介中是一致不变的，而生活环境项目是根据公共用水域类型进行划分，并根据不同的水域环境功能设置标准值。

生活环境项目于1971年首次设定，有pH、BOD、COD、SS、DO、粪大肠菌群和正乙烷提出物共7项。1982年从防治富营养化角度增加总磷和总氮，2003年从保护水生生物角度出发增加总锌，构成目前的10个标准项目。与地表水监测相关的有河流和湖泊方面，项目和标准值见表2。

说明：1(1)标准值为日均值(湖泊、海域也为日均值)。(2)关于农业用水利点位，PH值为6.0～7.5 DO≥5mg/l，湖泊同。(3)水质自动监测仪器是：具有自动监测该项目并能自动记录监测结果的仪器，或与该机能相连接的仪器(湖泊和海域也同此基准)。(4)确认具体数目的定量分析法(湖泊、海域同)——略，具体参见环境省告示78号文。2.自然环境保护区、水道1、2、3级，水产1、2、3级，工业用水1、2、3级，环境保护地域的划分(略)，具体参见环境省告示78号文。

2.3　必要监视项目

公共用水域必要监视项目：关于保护人类健康的相关物质，根据从公共用水域监测时发现的化学物质，虽然不作为环境质量标准项目，但因有连续观察必要性，将此类物质设定为“必要监视项目”，将其定位于地方政府应该对其开展监测的地位，在1993年设定22项“必要监视项目”，经过1999年、2004年修订过程，目前2009年“必要监视项目”共有26项。具体见表3。

2.4　保护水生生物的“必要监视项目”——河流和湖泊

为保护水生生物环境，日本在2003年11月制定了保护水生生物的水质环境标准。将总锌作为生活环境质量标准项目。将三氯甲烷、苯酚和甲醛作为“必要监视项目”，将其纳入地表水监测的质量标准体系之内。具体见表4。

说明：生物A为嘉鱼、鲑鱼等喜好低温的水生生物及其饵生物的生存水域。生物特A为生物A水域中，水生生物产卵及幼子生存的需要特别保护的水域。生物B：鲤鱼、鲫鱼等比较喜好较高水温的水生生物及其食饵生物的生息水域。生物特B：生物B水域中，水生生物产卵及幼子生存的需要特别保护的水域。

2.5　有毒有害化学物质(Dioxins)对水质和底质造成污染的环境质量标准

防治有毒有害(Dioxins)类化学物质污染的环境质量标准制定于1999年，最新修订时间为2009年，具体标准如表5：

说明：1.TEQ为毒性当量。2.标准的使用水域范围：水质(不包括水底的底质)的标准适用于公共用水域及地下水。水底之底质的环境标准适用于公共用水域的水底底质。

2.6　特定项目(三卤甲烷前体物(THMFP-5)

在日本公共用水域监测项目中，还包括了特定项目——三卤甲烷前体物(THMFP-5)的监测。主要是根据日本的“水道水源法”，于1995年开始监测。在《2009年度日本公共用水质监测结果》中公布了当年监测的年度均值及1995-2009年的变化趋势。

3　研究日本地表水环境质量标准体系形成历程及现状对我国地表水质量标准体系研究的启示

从40余年日本地表水环境质量标准体系的形成和变更历程，可以看出，日本环境质量标准体系的构建和发展与时展、经济发展息息相关，随环境保护的深度和广度的加深和扩展，地表水质量标准的也逐渐形成具有本国特色的体系。研究日本地表水质量标准体系对于我国地表水质量标准体系的研究具有以下启示。

3.1　注重综合研究

从纵向研究看：日本的地表水环境质量标准的变迁在时间序列的发展历程与日本的经济发展阶段、污染状况、分析技术的进步及污染防治理念的加深和扩展紧密相关。例如：工业高速发展导致水污染的加剧，促使国家采取措施治理和保护环境，包括制定环境质量标准开展监测，评价污染状况等。PCB的监测依赖于分析技术(气相色谱法——GC/MS)的成熟，富营养化的防治使得总磷和总氮成为环境质量标准项目，“必要监视项目”和“需要调查项目”体现了防患于未然的环保理念。横向的研究表现在，对于质量标准项目的选择与污染物检出状况、WHO标准项目的变化、病毒和病理及流行病学研究成果等决定了毒性较大对人类健康和生存环境威胁较大化学风险物质成为优先控制污染物进入质量标准项目的范畴。标准限值的界定更是依赖于饮用水标准、病毒和病理试验及公害病研究等多学科、多部门、多领域的合作与研究成果。

3.2　环境质量标准体系的研究需要用系统、综合和发展的观点不断地开展工作

我国环境质量标准体系的建设和研究需要根据我国的国情和特点、参照世界卫生组织的要求，参考世界各地区的法律法规和学术界的研究成果，不断进行项目和标准限值的研究、评价和修订工作，才能更好地建设和完善适应我国特点的地表水环境质量标准体系。

注释：

①PRTR制度(Pollutant Release and Transfer Register)是日本从2001年开始实施，企业向国家申报由企业向大气、水、土壤中排放的对人类健康或生态系统有害的污染物的排放状况。国家根据企业自主上报的 数据推算出污染物的排放量及在环境中的移动量并将结果公布的制度。

②[水質汚濁に係る環境基凖について]公布日：昭和46年12月28日环境厅告示59号[改定]昭和49年9月30日环境厅告示63号…平成21年11月30日环境省告示78号env.go.jp/hourei/add/e011.pdf.

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【关键词】改进决策树算法；水环境质量；评价；应用

1 引言

城市化与工业生产的发展，产生了大量的污水与废水，在没有经过任何处理的条件下进入到江河之中，对大量水体构成严重影响。为加强水体保护，研究区域内水环境质量的变化过程与发展所具备的规律，应用现代信息技术促使，对水体要素进行定量评价，为开展环境污染控制规划提供现实指导意义。然而水环境中其评价因子量较多，且其因子与水质等级之间并非均存在着线性关系，从而为水环境质量评价带来困难。提出改进决策树算法构建分类模型，将采集样本数据输入并寻找出分类规则，发现水环境质量变化过程及影响水质的最大因素，对水体质量发展趋势进行预测，为水环境保护与治理提供现实依据。

2 决策树及其工作原理

决策树算法属于数据挖掘的重要分类技术，其操作简单，使用范围较广。应用决策树，可以快速发展数据之中隐含的分类规则。具体而言，则是在相关训练数据的基础上，构建分类模型，于未知测试样本数据中，依据根节点经过某路径达到叶子节点，从而对叶子节点作出客观预测。应用决策树算法，能够对水环境污染源、污染发生的过程、污染物分布状况，对水环境质量变化规律进行分析，预测水体质量发展的未来趋势，其在开展水资源保护开发与治理等方面发挥着一定现实价值。

决策树简称为DT，属于一种存在反向的无环图，决策树内部其每个树的节点均代表着一个测试属性，树的分支反映着测试结果，树叶子节点表示类别。在决策树算法中，最为根本的算法为贪心算法。一般而言，决策树算法在进行数据分类与预测时，其主要步骤为：学习训练数据，构建决策树，分析已生成决策树，提取分类规则，对具体测试样本测试，明确样本所属类别。

3 决策树算法及其改进

在学习决策树算法时，最具影响力的算法为ID3算法，该算法由J.R.Quinlan提出，其主张在属性选择时，将信息增益作为标准，让每个非叶节点进行测试时，均可以获知被测试记录的最大类别信息，且ID3算法其方法计算，计算效率高，理论基础清晰，然而在实践应用中发现，ID3算法仍存在着一定不足，主要表现为：其算法在噪声数据处理时较为敏感，在连续型属性处理时，需要先对其进行离散化方可采取ID3算法进行分类；ID3算法在选择新的属性过程中仅仅考虑该属性信息增益问题，缺乏对后续属性信息增益问题的综合考虑；ID3算法偏重于选择取值较大属性。基于ID3算法中存在的问题，决定对该算法进行改进，提出在MID3算法之中引入用户兴趣度α，从而在一定程度上解决决策树算法倾向于多值问题。

MID3算法是以ID3算法为依托，实质上属于ID3算法的优化，在面对新属性选择时，MID3算法可以综合考虑属性信息增益与后续属性信息增益问题。且在MID3算法中引入用户兴趣度α因子，α指的是对某一事物所具备的相关知识与经验，如专家评价、相关领域知识等，α值需要在决策树学习训练集时反复测试获得，α取值范围应控制在0-1范围内，决策层需要综合考虑先验知识与相关领域知识，合理判断α取值，基于用户兴趣度α的MID3算法，其计算公式为：

其中A代表选择属性，A存在着v个属性装，其相对应概况通过p1、p2…pv，依据最小信息熵原理进行A属性扩展，用B来对其子节点属性表示。

4 改进决策树算法在水环境质量评价中的应用

在水环境检测系统数据库中存在着大量数据信息，在进行数据挖掘时面对大量数据信息难以发现其隐藏规律，为此在应用中采取随机序列发生器，随机抽取一定数据作为决策树算法研究样本数据。

4.1 数据挖掘前的数据预处理

在进行数据挖掘操作之前，需要将面对的数据信息进行数据集成、数据交换与数据规约等预处理。数据预处理模块属于数据挖掘系统所必备的模块，数据预处理技术以专业知识为导向，将发现存在价值信息为目标，通过对数据信息的组织处理，将与数据挖掘不存在任何关系的属性删除，从而为数据挖掘算法提供更为精准的数据，提高数据挖掘效率。在水环境评价时，选择《地表水环境质量标准》作为评价标准，按照相关水质评价要求，选择汞、铅、PH、DO、COD、NH3-N、石油类、挥发酚等属性作为水质评价参数，下表为某流域水质状况数据参数：

通过上表可以看出，其数据划分精细，难以直接分类处理，为此，采取数据预处理措施，通过数字化标记相关属性，并对数字进行概念化处理，消除不合格数据，并形成新的数据列，具体如下表所示：

4.2 改进决策树在水环境质量评价中的应用

基于表2，采取改进决策树算法，构造出决策树，首先对根节点进行分类，从表2数据统计中获知，其达标数量为43例，超标数量为167例，假设每个节点均为根节点，则计算出节点信息熵，依据改进决策树计算公式，可以计算出各种因子的信息熵。执行优化算法，考虑信息增益，经过计算后选择COD作为新的节点，并对其属性值引出分支，经过递归计算构造出一个完整的决策树。

通过该决策树测试，发现改进决策树算法在水环境质量评价中其测试结果准确率达到了93.57%，其对水体水质状况评价较为客观，能够为环境决策提供较为科学的依据。

5 结语

随着环境问题日益突出，尤其是水环境污染问题日益严重，研究水环境质量变化与发展规律，为水环境开发、保护与治理提供现实依据成为时展的显示诉求。提出在水环境质量评价中应用改进决策树法，引入用户兴趣度因素，形成一种新型的分类算法。结合水质数据构建决策树，依据其相关规则进行评估。实践证明其准确率达到了93.57%，其整体水质环境评价较为客观准确，能够为环境决策提供较为科学依据，具备一定的现实意义。

参考文献：

[1]王永梅，肖中新.改进决策树算法在水环境质量评价中的应用[J].合肥学院学报（自然科学版），2014（01）.

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关键词 大数据技术；区域大气污染联防联控；区域大气质量模式

中图分类号X7 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）116-0107-02

0 引言

近30年来，我国快速工业化和城市化发展使得多种大气污染问题集中爆发，表现为区域复合污染现象突出，大气氧化性增强，多种污染物在大气中发生复杂作用产生二次污染物，并随气象条件进行长距离传输，最终造成跨省市污染、区域性环境恶化趋势等现象。区域大气质量管理制度与管理手段需要根据污染发生、形成及影响机理研究的深化，并结合污染源变化、气象条件、总量减排、控制技术以及社会经济发展等多方面数据进行数据挖掘与深度分析。

大气污染联防联控监管数据包含了在线监测设备、互联网、视频监控、移动设备、IT设备等渠道产生的海量数据，其中80%以上是以非结构化的形式而存在的。传统的区域大气质量模式通过对监测数据、气象数据、地理数据等结构化数据的模拟分析，对区域大气污染联防联控工作的开展起到了一定作用，但是由于缺乏对视频、文档等非结构化数据的分析，具有一定的局限性。大数据技术在处理视频、语音、文档、图片等非文字形式呈现的非结构化的数据挖掘、专题分析与预测等方面则更加具备优势。在这样庞大的非结构化数据背后，利用大数据技术，从海量堆积的交互数据当中发现带有趋势性、前瞻性的信息，实现为区域大气质量管理提供有效科学的决策分析。

1 大数据相关概念与应用价值

1.1 大数据概念与特点

在所有的概念中，比较有代表性的概念是3V定义[1]，即认为大数据需要满足3个特点：规模性（volume）、多样性（variety）和高速性（velocity）。同时，有在3V基础上提出4V特点，国际数据公司（International Data Corporation，IDC）认为大数据还应具有价值性（Value）。尽管存在不同的表述，但一个普遍的观点是，大数据与“海量数据”和“大规模数据”的概念一脉相承，带来了巨大的产业创新的机遇。

1.2 大数据技术的应用价值

目前，大数据的开发与利用已经在医疗服务、零售业、金融业、制造业、物流、电信等行业广泛展开，并产生了巨大的社会价值和产业空间。2012年3月美国奥巴马政府了“大数据研究和发展倡议”（Big data research and development initiative），投资2亿以上美元，正式启动“大数据发展计划”，计划在环境、科学研究、生物医学等领域利用大数据技术进行突破[2]。

大数据技术为区域大气污染联防联控工作的开展带来了巨大的价值，但这些价值必须通过数据的有效整合、分析和挖掘才能释放出来。对于结构化数据的整合目前有很多解决方案和软件工具，而对于非结构化数据（如：文本数据、图像数据、信号数据、音频数据、视频数据等）的融合和整合，则面临了更多的挑战。海量数据的生成和累计是区域大气污染联防联控工作开展的必然结果。因此可以说大气污染联防联控工作的开展是建立在数据基础之上，诸多环境保护的决策问题必须通过数据分析才能解决。

2 区域大气质量模式的局限性及大数据技术带来的突破

2.1 区域大气质量模式的局限性

空气质量模式的应用为区域大气质量控制、分析不同空间尺度上空气质量变化状况和趋势以及污染防治提供有效科学依据。按照空间尺度划分，空气质量模式分为微尺度模式、城市模式、区域模式、大陆尺度模式和全球模式[3]。区域大气质量模式在大气污染联防联控监管工作的开展中具有一定局限性。

第一，区域大气质量模式通过输入研究地区的源排放、地形以及气象资料，运行模式得到该区域的空气质量数据，由于排放清单、气象数据以及模型自身均由不确定性，空气质量模型的模拟结果与真实值难免存在较大误差；

第二，在区域大气污染联防联控监管工作的开展过程中，产生了大量的结构化与非结构化数据，但是传统意义上的区域大气质量模式不能结合文档、视频、图片等海量非结构化数据进行综合模拟与分析，存在了大量的数据资源浪费现象；

第三，区域大气质量模式主要用于分析大气污染成因、机制，对重点污染行业、重点污染区域进行识别，并且对环境规划效益进行评估，大气污染联防联控相关的监管工作难以基于各类模型的分析结论有效开展。

2.2 大数据技术为区域大气污染联防联控监管工作带来的新突破

大数据技术通过数据的有效整合、分析和挖掘，为区域大气污染联防联控监管工作的开展带来了新的机遇。在传统区域大气质量模式的基础上，大数据技术对区域大气质量管理产生的海量数据进行了充分管理与应用。

区域大气污染联防联控监管工作的大数据处理流程包括3个方面，分别是数据抽取与集成、数据分析以及数据解释。

2.2.1 对大气质量监测及管理数据进行抽取与整合

区域大气质量监测数据具有多样性、数据来源广泛、数据类型复杂等特点，复杂的数据环境给大数据处理带来了挑战。首先对所需数据源的数据进行抽取和集成，从中提取出关系和实体，经过关联和聚合之后采用统一定义的结构来存储这些数据。在数据集成和提取时需要对数据进行清洗，保证数据质量及可信性。

2.2.2 区域大气污染联防联控数据分析

数据分析是整个大数据处理流程的核心，因为大气环境质量数据的价值产生于分析过程，从异构数据源抽取和集成的数据构成了数据分析的原始数据。根据不同应用的需求可以从这些数据中选择全部或部分进行分析。传统的分析技术如数据挖掘、机器学习、统计分析等在大数据时代需要做出调整。另外由于大气环境质量监测与管理数据常常具有实时性特点，需要在处理实时性和准确率之间取得一个平衡。

2.2.3 区域大气质量管理与决策的数据解释

区域大气污染联防联控数据分析是大数据处理的核心，但环保管理人员往往更关心结果的展示。如果分析的结果正确但没有采用适当的解释方法，则所得到的结果很可能让用户难以理解。数据解释的方法很多。区域大气污染联防联控的数据分析结果往往是海量的，同时由于涉及到多种污染物协同控制以及区域环境与经济发展等多维分析数据，结果之间的关联关系及其复杂，采用传统的解释方法基本不可行。需要通过可视化技术、数据起源技术以及人机交互技术等进行深入解释与展现，利用交互式的数据分析过程来引导用户逐步进行分析，使得用户在得到结果的同时能够更好地理解分析结果的由来。

3 大数据技术在区域大气污染联防联控的应用

总体来说，区域大气污染联防联控监管工作的开展需要综合污染物监测数据、行业交叉应用以及区域经济发展等多重维度，通过大数据技术对监管过程中产生的各类结构化数据与非结构化数据进行深入挖掘与分析，建立区域大气污染联防联控机制，签署区域环保合作协议，编制实施空气质量保障方案，实施省际联合、部门联动的环境监管模式，从而保障区域大气环境质量。

3.1 基于大数据进行区域大气监测数据分析

由于区域内多种污染物同时在大气中发生化学反应，引起暴露和产生沉降，对影响人类健康和生态系统都有着严重影响。但是区域大气环境监测重点实现单一污染物控制格局，对多种污染物之间的相互影响和协同控制的分析较少，对硫氧化物、氮氧化物、VOCs、重金属和NH3等相关监测数据缺乏相关分析[4]。

基于大数据技术，通过对区域大气环境质量监测数据、污染源在线监控数据等结构化数据与视频监控、暴露人口规模、人口地域分布和人群特征、污染物带来的健康风险等非结构化数据综合分析，实现数据协同减排，分析不同污染物之间的相关关系，并对污染减排量带来的物理损害减少进而减少的经济损失与污染物减排量之间的关系进行更深入的分析。

3.2 通过大数据实现与其他行业信息共享

目前区域大气环境质量管理工作的开展以环境保护各级业务部门为主，与气象、林业、交通等相关行业没有实现数据共享与综合分析，需要综合多行业角度，对区域大气环境质量进行预测预警。

基于大数据技术，结合气象、林业、交通等行业相关数据，进行数据挖掘与统计分析。如通过对区域气象条件与机动车统计数据的获取，综合该地区污染物排放监测数据，运用大气污染物扩散模型等计算出未来48小时内大气污染状况，并给出相关出行建议，在出现逆温等不利于污染物扩散的大气条件下，对相关企业进行排放控制或阶段性实施机动车限行管理，从而在一定程度上预防区域大气污染事件的发生。

3.3 大数据技术为区域综合发展提供决策分析

我国现行的空气质量管理仍是典型的属地模式，部门分割，缺乏有力、高效的跨行政区协调机制。虽然发达地区城市群已经开始对区域大气污染联防联控进行先试先行，但一些好的做法和经验并没有固化下来形成一种长效机制[5]。

大数据技术的实施，能够在区域大气污染联防联控总体规划同时，结合区域内经济发展水平、空气质量现状和管理水平等要素，在环境质量目标和达标时限上给出决策支持，实现区域大气污染联防联控差别化管理，为建立地区间协调和合作机制提供数据支持，构建“共同但有区别”的大气污染联防联控监管和规划体系。

4 大数据技术应用面临的挑战

目前，大数据技术在区域大气环境管理中的运用仍存在一些困难与挑战，体现在对海量空气环境监测与管理数据挖掘的四个环节中。空气质量监测与管理数据收集方面，要对来自空气质量自动监测站、污染源在线监控设备、视频监控、其他行业的数据附上时空标志，去伪存真，尽可能收集异源甚至是异构的数据，必要时还可与历史数据对照，多角度验证数据的全面性和可信性；对区域大气数据的存储要达到低成本、低能耗、高可靠性目标，在存储时要按照一定规则对监测数据进行分类，通过过滤和去重，减少存储量；对海量大气监测与管理数据的处理涉及上百个参数，其复杂性体现在多源异构、多实体和多空间之间的交互动态性，从大量动态数据中综合信息，并导出可理解的内容；结果实现可视化呈现，如采用标签云、历史流、空间信息流等可视化技术，以图形等可视化方式让结果更容易被理解与接受。

参考文献

[1]Grobelnik M.Big-data computing： Creating revolutionary breakthrough in commerce， science and society.2012.http：///eswc2012 grobelnik big data/.

[2]黄哲学，曹付元，李俊杰，等.面向大数据的海运数据系统关键技术研究[J].网络新媒体技术，2012，1（6）：21-26.

[3]刘烽，吴增茂.城市大气质量模式研究进展[J].环境科学进展，1999，7（2）：22-30.

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【关键词】气象生态环境评估；发展概况；评估指标；评估方法

引言

近几十年来随着社会、经济、科技飞速发展和生态资源的过度开发利用，全球的生态环境不断遭受严重的破坏。生态环境评估就是根据特定的目的，选择具有代表可比性、可操作性的评估指标和方法，对生态环境的质量优劣程度进行定性或定量的分析和判别；主要包括了森林生态系统、湿地生态系统、草地资源、水资空气质量及土地荒漠化等要素。然而气候要素对这些要素存在着巨大的直接或者间接影响，因此进行气象生态环境评估有其必要性和可行性。

一、生态环境质量评估的发展概况

生态环境系统是自然环境和人类社会的各种活动共同作用下形成的一个庞大复杂的多因素系统。随着人口迅速增长和社会经济的加速发展，人类活动对生态环境的影响越来越大，生态环境系统的退化已成为普遍现象[1]。生态环境质量评价就是根据特定的目的， 选择具有代表性、可比性、可操作性的评价指标和方法， 对生态环境质量的优劣程度进行定性或定量的分析和判别。

目前我国生态环境评估体系针对范围较广，根据评价区域划分主要有各省域生态环境评估、城市生态环境评估、农村态环境评估、县区生态环境评估、旅游景点生态环境评估乃至个别具有典型特征的具体小区域生态环境评估。根据评价对象划分主要领域有森林生态环境评估、湿地生态环境评估、城市森林生态环境评估、海洋生态环境评估、流域生态补偿、森林景观资产价值评估和碳评估七大领域。但各评价体系着重评价研究区域各子区域生态环境质量的相对好坏，各次评价结果纵横向可比性差。因此，建立科学合理、可比性强、操作简单易行的生态环境质量评价体系和方法，对正确评价各区域生态环境质量及生态环境质量变化状况具有重要意义。

二、生态环境质量评价主要类型及及计算方法

在分析生态环境各要素和主要生态环境问题的基础上，国家环境保护总局2006年《生态环境状况评价技术规范（试行）》指标体系，吸取李如忠、李晓秀、屠玉麟等生态环境质量评价指标体系的成功经验，笔者选用5个相对独立的评价系统因子，即生物丰度系统因子、土地退化系统因子、自然资源系统因子、人类活动影响系统因子和环境质量系统因子[2-4]。利用层次分析法获得因子的权重，利用加权叠加法计算生态环境质量综合指数（ Eco-environmental quality index， EQI），综合评价研究区域的生态环境质量。

（1）环境质量评价指标及计算方法

评价指标选取要求具有代表性、全面性、综合性、简明性、方便性、适用性；所选取指标能够反映生态环境本质特征，尽可能反映自然、生态和社会特征，能够反映环境保护的整体性和综合性特征；同时，指标尽可能地少，评价方法尽可能地简单，指标的数据要易于获得和更新，指标易于推广应用。

a、生物丰度指数：是指衡量被评价区域内生物多样性的丰贫程度。

生物丰度指数=Abio×（0.5×森林面积+0.3×水域面积+0.15×草地面积+0.05×其它面积）/区域面积

――式中：Abio，生物丰度指数的归一化系数。

b、植被覆盖指数：是指被评价区域内林地、草地及农田三种类型的面积占被评价区域面积的比重。

植被覆盖指数=Aveg×（0.5×林地面积+0.3×草地面积+0.2×农田面积）/区域面积

――式中：Aveg，植被覆盖指数的归一化系数。

c、水网密度指数：是指被评价区域内河流总长度、水域面积和水资源量占被评价区域面积的比重。

水网密度指数 = Ariv×河流长度/区域面积+Alak×湖库（近海）面积/区域面积+Ares×水资源量/区域面积

―― 式中：Ariv，河流长度的归一化系数；Alak，湖库面积的归一化系数；Aress

水资源量的归一化系数。 备注：计算值大于100时，一律按100计算。

d、土地退化指数：是指被评价区域内风蚀、水蚀、重力侵蚀、冻融侵蚀和工程侵蚀的面积占被评价区域面积的比重。

土地退化指数=Aero×（0.05×轻度侵蚀面积+0.25×中度侵蚀面积+0.7×重度侵蚀面积）/区域面积

――式中：Aero，土地退化指数的归一化系数。

e、污染负荷指数：是指单位面积上担负的污染物的量。

污染负荷指数=（ASO2×0.4×SO2排放量+Asol×0.2×固废排放量）/区域面积+ACOD×0.4×COD排放量/区域年均降雨量

――式中：ASO2，SO2的归一化系数；Asol，固体废物的归一化系数，ACOD，COD的归一化系数。备注：计算值大于100时，一律按100计算。

（2）生态环境质量指数计算方法及评价分级

生态环境质量指数计算方法

生态环境质量指数=0.3×生物丰度指数+0.2×植被覆盖指数+0.25×水网密度指数+0.15×（100-土地退化指数）+0.1×（100-污染负荷指数）

生态环境质量分级

根据生态环境质量指数，将生态环境质量分为五级，即优、良、一般、较差和差，见表1。

（3）其他常用指标

a、大气：大气背景值、降雨pH值。

b、土壤：土壤类型、土壤元素背景值、土壤质量（肥力、水分、质地、厚度）。

c、水：地表水状况、地下水状况。

d、气候：年降水量、降水分布均匀度、灾害性天气日数、无霜期、蒸发量、常年风速。

e、景观：绿色植被率、人均绿地面积、农区土地与植被的比例、景观和旅游资源的保护程度。

实际评价中，往往要根据不同地区的具体状况和评价主要目的，采用不同的指标和权重，计算出该地区生态环境质量评价的总指标。

当前关于生态环境质量评价的研究，国内外又出现了一些新的技术和方法。马荣华等在前人工作研究的基础上，利用遥感及GIS以景观生态学理论为指导，以多因子综合评价为主要方法，进行了海南生态环境的现状评价分析研究。另外，加拿大建立了生态监测与评估网络。通过此网络对生态环境进行长期的监测并根据监测数据对生态环境进行评估，内容包括气候变化对水纯净度的影响，森林可持续发展的标准等。李世东等人出版的《中国生态状况报告2005》首次利用了生态综合指数的概念和方法，对我国的生态环境状况做出了综合分析和判断。

三、气象生态环境质量评估研究展望

做好生态环境评估工作对于加快我国经济结构转型、提高人民生活质量乃至出尽全世界的可持续发展都有着至关重要的作用。随着广大群众对于生态环境的重视和气候要素对于生态环境的重要作用，气象生态环境评估或能成为生态环境评估的一个研究重点和研究方向。

在理论研究上，气象生态环境评估的理论和技术方法急需完善，要在大气科学和生态学的学科背景下，更多地借鉴或者引用数理统计学、社会学及管理学的等学科的理论和技术方法，期待在多学科融合的基础上丰富和完善气象生态环境评估的研究内容和研究深度，在一定程度上推动气象生态环境评估理论研究发展和学科建设。

我国的生态环境评估工作在不断的发展之中，气象生态环境评估领域相对空白，要加大对相关的指标体系以及评价方法的研究。如何建立合理的、具有普遍适用性的而且指标新消息容易获取的指标体系，并用恰当的方法进行评价，是气象生态环境评估的重要环节。在进行生态环境评估时，应充分考虑到我国所具有的明显的区域性差异，根据评价区域本身的气象环境条件，通过客观科学的方法将定性分析和定量计算合理地结合起来，依据各指标权重计算得出科学权威的评估结果。中国更是要借助WMO等重要平台，开展国际合作交流和评估结果的国际对比，真正做到与国际接轨，汲取精华促进自我发展。

参考文献：

[1] 常学礼，赵爱芬，李胜功.生态脆弱带的尺度与等级特征[J].中国沙漠，1999，19（2）：115-119.

[2] 周华荣.新疆生态环境质量评价指标体系研究[J].中国环境科学，2000，20（2）：150-153.

篇10

1环境监测的方法与程序

环境监测的对象和内容确定以后，监测的方法也就相应地确定下来了。对于水质可以定期采样分析，目前，自动监测系统的应用，使得特殊条件下的监测变得更为方便。环境监测的过程一般分为以下几步:①确定目的;②现场调查;③制定监测方案④实施方案;⑤结果评价;⑥编制报告。见图1。

2监测资料的积累

水利工程的设备寿命一般为几十年，经济寿命近百年，因此，水利工程的环境监测时间要大于或等于其经济寿命，环境评价时间跨度则要大于经济寿命更多，才能较完整地掌握工程与环境间的相互作用。在评价时间区间内的资料积累是不可缺少的，无论是前期的调查资料，还是后期的补充资料，对环境评价都有参考价值。对于水利工程建设和管理期的环境监测资料，更要尽可能地规范、完善地保存，为以后的使用作准备。

3环境评价

3.1环境评价的基本概念

环境评价是对环境的品质的优劣给予定量或定性的描述。环境评价是人们认识环境质量，找出环境质量存在的问题所不可缺少的手段和工具。环境评价能够回答评价对象的环境现状、变化过程和将来均势，提出经济、有效的防治方法或途径。

在水利工程中，通过实际发生的环境影响进行调查研究，和环境影响预测评价结果进行对比，复核项目对环境实际的影响情况和环境影响评价阶段的预测结果的差异，以检验环境影响预测成果和环保设计的合理性，改进工程在未来时期的环境管理。

3.2环境评价的基本步骤