“智慧环保”助力数字环保智慧化

张 颖，何贞铭

（长江大学地球科学学院，湖北 武汉430100）

随着中国环保行业的不断发展，人们有效积累基础数据，不断利用先进的科学技术进行相关系统的深入开发，不断拓展和延伸“数字环保”，复杂条件下的信息拾取和有效信息甄别问题逐步显现，原有城市治理模式和体系缺乏有效的信息识别技术[1]，因此，利用智慧化管理手段、融合新一代信息技术成为环境管理的必由之路。新技术使数据的采集、传输、管理、应用逐渐智慧化，基础数据的准确性和前瞻性都有了很大进步，“智慧环保”应运而生[2]。

“数字环保”是“智慧环保”的基础，与传统的环境保护模式相比，数字化、网络化和智能化成为“智慧环保”的基础。“智慧环保”充分发挥了新一代信息技术的优势，以信息技术为核心，物联网为基础，利用AI技术和云计算等新一代信息技术[3]，将智能化软硬件系统融入到城市环境的治理中，提升城市环境监测效率和城市居民生活质量，以此推动城市治理现代化，优化城市环境。

1 从数字到智慧

1.1 数据新变革

环保部门有大量数据，但是对于数据内在意义及数据关联性的挖掘和整理尚不充分，由于使用范畴不同导致数据标准和数据格式要求不尽相同，因此数据孤岛化现象严重，根据获取到的环保数据不易进行信息资源整合，数据无法被有效利用。智慧环保充分利用大数据和云计算技术，满足环境数据的分类与整合要求，动态监管环境信息，保障环境信息数据管理高效。

1.2 业务新发展

“数字环保”基于信息数字化，通过城市信息化提升服务质量和服务效率，主要强调环保决策形式以及数据的自动化采集与管理，注重信息技术的作用。在此基础上，智慧环保更加强调整合信息平台，实现更广泛更深入的人与物的智能互动，更加侧重数据的挖掘与决策，注重应用与服务，体现以人为本的智能化服务。例如利用新一代信息技术，可以通过环境信息建模对环境进行实时模拟，分析和预测环境发展，制订紧急情况下的预警方案，有效监管环境，为环境保护提供辅助决策。

1.3 公共服务新方式

智慧环保强调以人为本，注重人的参与和感受，因此结合物联网和移动互联网技术，可以将更多的信息与民众共享，让更多的人参与到环保工作中，例如开发E—环保系统，满足全民参与环保和相关部门业务管理的需要，为环保机构、政府各部门、企业、公众等提供环境生态信息服务，促进环保治理企业和排污企业的合作；也可以通过与群众互动，提高公众环保意识，有效杜绝环境破坏；还能提供政民互动，为公众参与环境监督提供便捷渠道。

2 新一代信息技术助力智慧环保

2.1 大数据

大数据是海量无序数据的集合[4]，包括结构化、半结构化和非结构化数据，具有大量、高速、多样、价值、真实性5个显著特点，大数据作为一种多样化的信息资产，经过特殊处理后具有更强的决策力。将大数据应用于智慧环保中[5]，用户可以采集、录入、整理和归纳海量环境数据，并对高增长率和多样化的环境数据开展智能分析，为污染源生命周期过程建模，将环境综合管理业务数据、环保行政管理综合数据、环境规划综合数据的管理、归档成果资料等海量异构数据进行统一整理和融合，实现数据共享和统一管理。

2.2 云计算

云计算以互联网为中心，在网站上提供快速且安全的云计算服务与数据存储，让每个使用互联网的人都可以使用网络上的庞大计算资源与数据中心。云计算和大数据相辅相成，大数据必须依托云计算的分布式处理、分布式数据库和云存储进行数据处理。云计算在环保领域可以对海量环境数据进行分布式数据挖掘，进行资源监控与管理，为总量减排、环境管理、环境执法等提供科学、准确、及时、有效的数据，同时监测环境治理效果，动态更新治理方案，优化环保布局，在减少软硬件设备资源投入的前提下，在虚拟平台中分配资源[6]。

2.3 5G智能终端

“万物互联”是5G时代最基本的定义，除手机、数据卡终端外，还包含多种形态的智能终端，通过多种物质连接，既能面向家庭和个人，也能面向行业。“数字环保”强调信息数字化和仿真性，将环保信息在网络上虚拟化，因此数据结构较为单一。“智慧环保”利用5G智能终端将单一的文本结构转化为图片、音频、视频和多媒体等数据结构，将单一要素转变为全要素数据，建立高运行速度、大储备容量和低时延的传输通道，保障环保信息快速共享与便捷服务，丰富不同用户的体验感受。

2.4 人工智能（AI）

人工智能是通过计算机程序来呈现人类智能的技术。人工智能的快速发展，使机器能够胜任一些需要人类智能才能完成的复杂工作。在环保领域应用AI技术，可以有效减少环保成本，降低危险发生率，对高污染和偏远区域进行巡逻和治理。利用AI的物品识别与分析技术，可以进行污染物分析，识别出不能丢弃、填埋或焚烧的污染物；利用AI的面部识别技术可以协助警方抓捕破坏环境的违法分子。将人工智能和5G技术融合，有助于提升环境信息监测能力、环境数据传输能力、环境现状治理能力及环境保护应急管理能力等，从而提高决策水平。

2.5 互联网

借助上文所述技术，可以构建一个全方位、多角度、多层次的立体化环境监测网络，提供污染源追踪[7]、时间信息动态展示、实时状态报告等信息；动态掌握污染治理的执行情况，并提供异常预警的技术支撑，实时监测生产设施和污染治理，直观描述空间内容，为污染防治与监管工作提供数据支撑和决策支持，从而合理配置资源。

3 智慧环保发展方向

3.1 应对快速城市化带来的环境问题

中国前期的城市化发展偏重于城市发展的数量和规模，忽略了环境和生态资源的保护，造成了一定程度的环境污染和环境破坏，资源过度开发利用、资源利用率低、不可再生资源日趋短缺、土地资源和水资源短缺、住房拆迁建设产生大量固废垃圾等使得生态环境遭到严重破坏。智慧环保可以通过管理和技术手段，加强污染物的治理和监管[8]，控制污染物排放标准，建立与城市化水平相当的环保基础设施，加快生态修复进度，改善生态环境。逐渐消除城市化发展所带来的生态环境问题，让城市建设与环境保护和谐发展。

3.2 构建多元化治理体系

智慧环保可以完善生态环境保护经济政策体系，在环境保护税、生态补偿等方面加快脚步，解决环境资源产权不明确等问题；健全生态环境保护法治体系，保障生态环境治理有法可依；建立生态环境保护监管体系，尽快建设天地空一体的现代化生态环境监测网络，保证全面覆盖[9]，动态监管；同时建立健全生态环境社会监督体系，通过环保宣传和部分资源信息共享，将群众拉入环境保护监督工作中，为各类环境社会主体提供多元化的参与平台和机制，有利于保障社会组织和公众的参与权和监督权，大家共同参与、共同建设绿色和谐的美丽中国。

3.3 甄别数据信息，高效资源共享

智慧环保能够提供数据统一存储与管理，实现数据统一质量控制，确保数据资源高效整合，提供统一的环境数据和地理信息共享服务，充分利用现有资源进行数据深挖掘分析并建立集中数据发布信息门户，实现环保基础数据、地理信息数据和业务数据的共享，为其他业务系统提供丰富的数据支撑。全面提高环境数据管理水平，极大增强环境数据共享服务能力，为环境管理、政府决策、环境信息公开提供全面的多层次的环境数据服务。

3.4 提升监管质量和综合决策能力

智慧环保可以在环境质量监测与评估、污染源监控、排污口监测与管理、环境应急管理和指挥、环境信息审核与发布等方面为环保行政部门提供监管和审查手段，帮助环保部门提升业务能力。提供新鲜的一手数据，提供行政处罚依据，有效提高环保部门的管理效率，解决人员缺乏与监管任务繁重的矛盾。利用科学技术提高管理水平，实现环保移动执法，实现对污染源企业的监管执法，实现对环境质量的监管，实现对环保数据、具体业务信息的管理维护，从而提高工作效率。

4 结束语

综上所述，智慧环保在数字环保的基础上真正实现了环保数据、经验、成果的共享。更加注重人的参与，强调人的主导作用，是数字环保的转型升级。随着中国城市化、信息化脚步不断加快，智慧环保推动以移动互联网、云计算、大数据、物联网、5G等新一代信息技术与生态文明建设深度融合，在生态环境质量的监测与评价、及时分析与预警、面对自然灾害的应急反应能力等方面取得重大进展，推动信息化基础设施建设，使生态环境治理科学化、精准化。