大数据解析技术在大气环境监测中的应用研究.pdf

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1、第31卷第3期中国环境监测Vo1．31NO．32015年6月EnvironmentalMonitoringinChinaJun．2015大数据解析技术在大气环境监测中的应用研究李蔚，胡昊，徐富春，程子峰环境保护部信息中心，北京100029摘要：针对近年来新兴的大数据及挖掘、分析技术，对大数据解析技术在环境科学研究中的应用进行了分析和探析。以城市局部地区大气细颗粒污染物PM浓度计算为例，筛选了PM：浓度历史数据、气象条件、交通状况、人群活动情况、网格道路状况等数据为影响特征量，分析了用神经网络法进行大数据解析和推演的原理和数学过程

2、，是用数学、计算机、统计等方法研究解决多元、非线性复杂环境问题的一种新的探索。关键词：大数据；PM浓度预测；神经网络法中图分类号：X830．3文献标志码：A文章编号：1002—6002(2015)03．0118—05StudiesonBigDataAnalysisTechnologyUsedinEnvironmentalSciencesLIWei，HUHao，XUFu-chun，CHENGZi—fengEnvirionmentalInformationCentre，Beijing100029，ChinaAbstract：This

3、paperresearchedonhowtousebigdataanalysistechnologytosolvesomemultiplexandnonlinearprobleminenvironmentalsciencefield．Asanexample，inordertopredictthePM25concentrationinsomespecialarea，thoughtthePM25historicaldata，meteorologiccondition，traffic，humanactivity，androadgrid

4、，etc，weretheimpactfactor，andusedtheneuralnetworkmethodtocalculatethevalue．Keywords：bigdata；PM25concentrationprediction；neuralnetworkmethod当今社会发展已经进入了信息爆炸的时代。了分析、认识问题的基础。但是，由于环境问题的各行各业每时每刻产生大量的信息，通过高速发多样性和复杂性，从不同渠道获取的数据之间可展的通讯、传媒通道，传送到社会各个数据层面和比性较差，不同类型的数据之间呈现多元、非线性节点

5、，为公众服务。巨量信息的产生、流动、交互、的相互关系，这对数据的分析、利用带来了巨大的反馈已成为现今社会的一个显著特点。伴随巨量困难和挑战。信息的产生，信息的计算和处理技术也取得了日面对巨量信息及不同数据类型之间的复杂新月异的进展，全球最快的超级计算机“天河二关系，一种探求数据类与类之间的相互关系、相号”的运算能力已达到每秒33．86千万亿次的浮互影响的大数据解析技术迅速发展起来⋯。大点运算速度。同时，应需而生的大量基础和应用数据解析技术应用数据采集、统计计算、系统模软件的开发，也为数据的存储、运算、处理提供了拟和参数识别、随机

6、过程分析、神经网络分析、多种方式和能力。环境保护各部门、各系统每日系统智能自学及半自学等各种数据分析技术，每时都产生大量信息：环境监测部门所得到的大对多元、非线性的数据类之间的关系进行解析，气、水、土壤、海洋等环境要素的质量信息，环境监达到分析预测研究目标函数的变化规律，为利察部门获得的污染源排放数据，环境统计所获得用巨量信息分析研究环境问题提供了一种有力的社会、经济、环境保护工作数据，环境科研、调研的手段。获取的科研信息。另外，环保部门还从与环境保本文拟以大数据解析技术在城市局地护工作密切相关的气象、水利、海洋、农林渔业、能P

7、M浓度计算为例，对大数据解析技术在环境源、卫生、交通等部门交换了大量信息，这些信息科学研究中的应用方法进行一些探索性的分为环境科学研究人员提供了认识、分析、研究环境析，企盼对从事环境科学研究的从业者有所问题的机遇和条件，也为环境管理、环境决策提供启迪。收稿日期：2014-09—11；修订日期：2015-01—19作者简介：李蔚(1975一)，女，四川郫县人，硕士，高级工程师。通讯作者：胡吴李蔚等：大数据解析技术在大气环境监测中的应用研究l19PM的平均浓度为研究内容。首先将目标城市1选题依据按一定的标准划分为单元网格(如1km×

8、1km)，研究对象可表达成G(g，g，⋯，g一，g)，每中国近年频发大范围的PM污染问题，引起个g代表一个范围为1km的地点；研究内容可了社会公众的高度关注，PM已成为环境保护工表达为c(。c⋯，。⋯c)，其中c。表示g作的突出问题。公众关心PM的污染问题，自然