黄埔建起生态环境大数据联合实验室让污染源无所遁形（图）

       近年来，随着经济高质量发展，黄埔区产城融合不断深入推进，人民群众对优美生态环境的需要日益增长。

　　2020年，在广州市生态环境局黄埔分局的主导下，广州市生态环境局黄埔环境监测站（下称“黄埔环境监测站”）与北京大学数字中国研究院华南分院暨广东省数字广东研究院（下称“广东数字研究院”）、广东旭普空间信息技术产业发展有限公司共建生态环境大数据联合实验室。
　　截至目前，该实验室已经搭建起空天地立体化网格监测感知体系，获取的监测数据超100G。值得一提的是，实验室利用近三年监测数据时间序列线性特征和明显的季节性波动周期性，开发的空气污染预警预报模型已有初步成效。
　　强强联手
　　完善生态环境数据库建设
　　在成立生态环境大数据联合实验室之前，黄埔环境监测站已经具备丰富的监测体系建设经验和先进的环境保护技术能力。
　　据黄埔环境监测站有关负责人介绍，2014年，该站搭建环境污染源快速识别系统，逐步建立区内130多家重点涉异味污染源排放特征（指纹）数据库及污染源快速识别模型。“当异味投诉事件发生时，我们在投诉点进行在线监测，并通过污染源识别模型快速比对，以秒级的速度对污染源进行筛选匹配，快速锁定肇事污染源。”
　　环境监测网络建设方面，以环境空气质量监测为例，2019年，该站建设大气污染防治网格化精准监测系统，在黄埔区各镇街共建设环境空气质量敏感监控网格88个（六参数微型站）、重点区域通用网格119个（六参数微型站）、重点企业监控网格20个（TVOC微型站）、建筑工地监控网格27个（颗粒物微型站），共配254套监控设备，形成了全面的环境空气质量监测网络体系。
　　随着环境监测网络在黄埔区全面铺开，源源不断的数据有必要得到更好的存储、统计和分析。与此同时，随着互联网、大数据、卫星遥感、传感器、人工智能等新技术应用于环境监测，黄埔环境监测站更加认识到监测体系完善和技术创新的必要性。
　　“当时，我们的环境监测还存在一些不足。”黄埔环境监测站有关负责人说，“监测维度不够、信息互联互通共享不足、数据资源体系建设不完善、信息技术应用不全面，这些都是当时我们必须解决的问题。”
　　共建生态环境大数据联合实验室的合作方，可谓大有来头。
　　广东数字研究院是在北京大学数字中国研究院与广东省工业和信息化厅的指导下，于2009年成立的公共服务机构，致力于为“数字广东”“数字中国”的发展建设提供经验与支撑体系。广东旭普空间信息技术产业发展有限公司成立于2002年，经过数十年的发展，以GIS（地理信息系统）、GNSS（全球卫星定位系统）、RS（遥感）3S空间信息技术为突出技术特征，在3S行业信息化解决方案、超大型云数据中心服务等方面颇有建树。
　　两个合作方在数字技术、时空大数据技术等方面的资源优势，很好地满足了黄埔环境监测站对于监测技术创新的需求。
　　2020年，实验室建设开启。“我们想依托这个实验室，建立粤港澳大湾区水、土、气空天地立体化的生态环境时空监测监管体系、建设空天地一体化水土气全覆盖的生态环境大数据智能服务平台。”广东数字研究院常务副院长李鹰说。
　　创新监测技术
　　更精准锁定肇事污染源
　　经过近两年时间的建设，通过运用卫星、无人机、地面传感器、地面监测车、无人船等高科技设备，生态环境大数据联合实验室已经搭建起空天地立体化网格监测感知体系，集卫星排查、低空详查、地面核查、站点网络监察于一体。
　　“通过空天地立体化网格监测感知体系，我们获得了水环境大数据集、大气环境大数据集、重点源监控大数据集等。星空地数据经过融合处理，可实现四维时空可视化动态展示。”实验室有关负责人表示，目前数据量占有空间超100G，采用区块链技术进行管理。
　　2021年底，黄埔环境监测站在黄埔区原有8个镇街建有空气质量监测子站的基础上，在其余镇街以及生物岛园区分别新建1个国标法空气质量自动监测子站，实现“一街一站”，进一步完善区域大气环境监测网络建设。但“一街一站”监测项目技术负责人表示：“监测子站可以实时监测大气环境质量，并产生大量监测数据，但如果要计算污染源的影响占比，就需要进行生态环境大数据分析。”
　　据介绍，实验室借助大气环境数据智能模型分析系统，对黄埔区大气六参指标进行趋势变化、同期对比、浓度变化、污染物相关性、区域分布等综合溯源分析，并搭建等值模型、内源定量分析模型，进行内源污染源的影响成因分析和占比计算，通过外源影响定量模型（网格化微站相关性探测模型）对黄埔区的外源影响进行统计分析，同时结合NO2、O3、PM2.5、PM10卫星立体空间分布，展开黄埔区大气污染分布、变化趋势、卫星遥感数据空气质量评价以及内外污染成因的空地融合分析。
　　在生态环境预警方面，实验室利用近三年监测数据时间序列线性特征和明显的季节性波动周期性，开发的空气污染预警预报模型现已有初步成效，预测结果有待进一步调试。
　　放眼未来
　　实验室大有可为
　　据生态环境大数据联合实验室有关负责人介绍，该实验室建设的空天地立体化网格监测感知体系，目前重点应用于大气环境污染分析和防治，并已实现监测数据实时更新、应急天气快速响应、污染事件及时分析、防控意见积极落实等一系列闭环流程。“除此之外，这一体系还可应用于碳足迹监测、固危废处理、自然生态修复等诸多领域。”
　　以水生态精细化管理为例，实验室采用排污口岸基自动化监测、地基移动监测、空基无人机监测、天基卫星监测等方式，在黄埔区南岗河重点河段、水声水库备用水源地等开展无人机、无人船遥感监测，结合水质参数反演模型、物联感知体系及信息化技术，对黄埔区水质状况进行污染分析和评价预警，为相关部门提供技术支持。
　　“十四五”期间，实验室还将在产学研结合方面狠下功夫。据介绍，实验室将建设成为先进的高光谱遥感、物联网、大数据等技术在生态环境领域的应用场景基地，并将在林业碳汇监测复核鉴证交易等领域开展多方协同，为政府、园区、企业提供“双碳”目标实现路径数字化解决方案。此外，实验室将与广州大学等高校和科研院所紧密合作，着力培养一批研发和技术骨干，为区域生态环境监测提供坚实的人才支撑。
　　据悉，目前实验室与广州大学地理科学与遥感学院一些教授密切合作，共同推进空天地立体环境监测体系、激光雷达及高光谱遥感环境应用、时空大数据智能服务平台搭建等课题研究。

　　（湾区时报 倪昌兴 张雪梅    图  区君华）