引言

大数据是信息化的基础和标志，是一个国家能力建设的重要方面。全面推动大数据的发展和应用，已成为我国的国家战略。各地规划建设的大数据，是以容量大、类型多、存取便捷、应用价值高为主要特征的数据集合^[1]；加快发展对来源庞杂、格式多样的海量信息进行采集、存储和分析，并形成新的服务业态，成为我国各地的当前热点。

1 大数据是环境质量改善的决策基础

党中央、国务院高度重视大数据在生态文明建设中的地位和作用。国务院发布了《促进大数据发展行动纲要》文件，要求实现生态环境数据互联互通和开放共享^[2]。大数据、“互联网+”等信息技术，是基础、是平台，是环境治理体系和治理能力现代化的重要支撑。

生态环境大数据用途极为广泛，其发展和应用意义主要体现在以下方面。

1.1 助力我国供给侧结构性改革

依据生态红线、环境标准等数据，提高产业准入门槛或淘汰落后“标杆”，从源头预防环境污染。依据重点企业经济增长贡献（企业增加值/区域工业总产值）与污染排放（企业排污量/区域污染物排放总量）占比关系^[3]，支撑生态保护红线、总量红线和准入红线的科学制定，淘汰高能耗、重污染的落后行业或产业，使供给结构更具灵活性和适应性，提高全要素生产率，满足产业结构优化升级的需求。

1.2 奠定生态环境保护决策基础

用数据支撑决策，有助于紧迫环境问题的有效解决。如PM2.5源解析发现，夜间卡车排放是北京凌晨二氧化硫浓度升高的原因，通过加强管理取得明显成效^[4]。通过区域性工业污染和农业面源污染分析与预测，可以支撑各级地方政府年度区域污染物总量减排计划的制订和减排任务的分解，从而为区域污染防治精细化管理、多部门联动奠定基础。

1.3 支撑污染治理和生态环境保护绩效评价

开展我国生态环境保护工作进展、计划实施、资金执行、治理绩效评估，十分迫切。“十一五”以来，我国环境保护投入不断增加，近年来约占GDP的1.5%。另外，环境质量“局部改善、整体恶化”的评价用了20多年，个中原因需要探究。依据生态环境保护大数据对污染治理进行评价，为污染治理技术路线的改进和环境质量的提高提供佐证。

1.4 优化生态环境的社会治理结构

加快大数据建设和发展，是提高治理能力的必然要求，也是实现生态环境治理能力现代化的重要途径。政府通过互联网平台，采集公众环境诉求，收集民意和环保呼声，使之成为环境大数据的一部分；建设基于空间地理信息系统的环境应急体系，提升政府应急指挥、处置决策等能力，形成政府主导、企业主体、公众参与的社会治理结构，实现治理能力现代化。

1.5 拓展服务民生、了解民意的渠道

环境质量明显改善，不仅是全面建成小康社会目标，也是“十三五”规划纲要的约束性指标。大数据可以服务于群众生产、生活，让公众对环境质量的改善看得见、能参与、有盼头；政府对公众的环境诉求要有人听、有人管，并支撑生态环境信息公开、网上一体化办事和综合信息服务，让公众树立起美丽中国的建设信心^[5]。

1.6 为环保问责和终身责任追究提供科学依据

近年来，中央环境保护督察组不仅直接对各地环境问题进行督查、约谈地方党委政府的主要领导，还对一些地方群众举报的重点环境问题进行突击检查，发现当地党委政府对督察组交办事项重视不够、没有责任到人，部分案件没有进行现场调查等，对地方的环境保护起到了应有作用^[6]。大数据的应用，将对我国的环保问责乃至终身责任追究起到重要作用。

2 我国生态环境大数据发展及存在的问题

试图总结我国生态环境大数据发展现状，是一项极其复杂的事情；试图根据看到的、听过的或参加国内外会议获得的信息进行列举，难免挂一漏万，尽管如此，本文也做一尝试。

监测是数据的主要来源，新中国成立后我国资源环境监测发展迅速，监测手段和工具不断进步。中国科学院建立生态环境监测网络，积累了大量资料。2007年中央财政安排20亿元专项资金在约7000个重点排污单位安装污染源监测自动设备，开展国家、省（区、市）、地市三级污染源监测中心并联网工作；2012年环境保护部启动了国家环境空气监测网建设。主管部门、研究机构和研究者均掌握了部分生态环境数据，污染物排放数据还掌握在各地发改委和工信系统。政府部门的一些监测项目已持续了几十年，已有监测数据可以支撑大气、水和土壤等行动计划实施，可以定量化、可视化评估各项工程或计划的实施成效，可以支撑环境管理与理论创新。

同时，我国生态环境大数据建设刚刚起步，现有的观念、技术水平、体制机制等因素在一定程度上制约了大数据的发展与建设，主要体现在以下方面。

2.1 缺乏数据共享基础和机制

数据不能共享，成为我国信息化的瓶颈制约。我国生态环境信息化，经过几个五年规划的快速发展，初步建成了纵横相连的环保业务系统。但是，缺乏数据库建设的通用标准，各系统间的数据格式、技术路线不统一，导致出现了“数据烟囱”和“数据孤岛”情形^[7]。

从环保系统看，仅少数司局或下属单位能与其他部委进行部分数据交换，且主要是一次性的交换，缺少数据共享和交换的制度安排；自然保护区、大江大河等环境数据一般难以共享，基层环保部门也不愿意向上级部门报告本区生态环境数据^[8]。从部际看，建立数据共享机制迫在眉睫。生态环境大数据，覆盖环保系统内部的数据，国土、农业、水利、交通、林业、气象等数据，以及企业、公众和经济社会发展数据，需要将多层次、多来源和结构的数据整合在一起。没有数据的共享和开放，就没有必要建设生态环境大数据。

2.2 失真影响环保大数据的权威性

数据不准，各部门发布的数据彼此矛盾，不仅有损政府部门公信力，还会误导环境决策。虽然我国环境承载能力已经接近或达到上限，失真的数据却使人信心爆棚，错失重大环境问题的解决良机。一些地方污染治理设施在“晒太阳”，有效的投资没有收到预期效果，还产生了不好的“示范”效应。由于数据造假能得到好处，一些地方和企业竞相效仿，形成“劣币驱逐良币”之风气，企业社会责任应尽却未尽到。

数据造假的原因是多方面的。从具体操作看，一是采取关闭监测系统、偷换监测点等手段，或私接稀释装置、私设暗排口等方式，降低了监测、采样数据的可靠性。二是与设备生产厂商联手在监测设备上做“文章”，让自动监测成为“手动”。三是数据传输时修改有关参数，将不达标变成了达标。从动机来看，一是政绩观驱使。为获得更好的环境质量排名，一些地方管理部门指使篡改数据。二是利益驱动。为降低污染治理成本，排污企业对监测设备“动手脚”修改数据。三是投机心理作怪。由于数据造假成本低，即使被发现或曝光，处罚力度不大甚至没有处罚，从而助长了投机行为^[9]。

2.3 不愿公开、不敢公开成为一种普遍心理

2007年，《中华人民共和国政府信息公开条例》发布，对开放什么、怎么开放，做了严格规定。2014年1月，环境保护部向社会公开了首批74个重点城市空气质量新标准的6项指标、338个城市空气质量实时监测数据，为环境数据公开带了个好头^[10]。

但也应当看到，生态环境数据开放的数量、质量和时效与公众对于环境问题的关切程度和要求相比，还存在较大差距。不愿公开、不敢公开成为一些地方和部门的普遍心理。一些政府部门仍把公共财政投入产生的数据看作“私有财产”，并以此“卖钱”获得收益；一些部门尚未形成开放思维，在听取公众意见、处理投诉、与公众互动等方面，以“被动应付”为主，对数据公开心存疑虑，担心出现难以掌控的后果。

2.4 数据的创新性应用尚未被放到应有位置

数据是一种宝贵资源。大数据的价值就在于开发应用。数据没有得到开发应用，永远是“死的”；不仅如此，还要花大量投资进行维护和更新。我国数据的现有用户主要是政府；公众获得数据的难度大、手续复杂。促进大数据在生态环境领域的应用创新，使大数据真正成为提高环境治理能力现代化的重要支撑，是一个需要不断探索的课题。

我国生态环境大数据的创新性应用很少，创新环境缺乏，创新主体不明确，创新动力不够，大数据的作用还远远没有发挥出来。政府运用生态环境大数据的能力较有限，也没有形成基于生态环境大数据的服务产业。因此，必须推动生态环境大数据创新性应用，使之满足环境领域相关主体的差异化需求，并成为大数据运用的重中之重。

2.5 信息安全存在不容否认的隐患

大数据需要技术支撑。在数据采集方面，不仅来源于环保系统的业务数据，还来源于物联网传感器、网络定位、视频影像以及互联网上的文本、图片等信息，将这些多源异构数据转换成合适的格式和类型，并用于环境决策和监管，需要技术支撑^[10]。

数据开放的前提是安全。我国信息安全保障尚不成熟、核心技术研发能力不足，涵盖数据采集、加工、管理、分析和应用的大数据全链条产业和生态体系不健全；部分核心技术来自国外，系统大多由外国公司设计，其中留有“后视窗”；一些大数据中心和工程建设由国外企业承担；信息安全经验的匮乏和安全系统的漏洞，将增加信息安全的脆弱性，甚至对国家信息安全构成威胁。处理好信息安全与信息透明的关系，需要政府的智慧。

3 对我国生态环境大数据发展的若干思考

国务院印发了《促进大数据发展行动纲要》，吹响了我国迈向大数据时代的号角。贯彻“十三五”规划提出的创新、协调、绿色、开放、共享五大发展理念，生态环境相关部门应当加大创新力度，努力建成“标准、融合、开放、共享”的生态环境保护大数据。

3.1 加强生态环境大数据的顶层设计

顶层设计应当“顶天立地”，而不能“眉毛胡子一把抓”。“顶天”是要有国际视野，符合中央文件要求、习近平总书记系列重要讲话精神，把握ICT技术发展的国际潮流，从战略高度和全局出发，理清思路，明确方向；“立地”是要立足中国的基本国情和发展阶段的主要特征，反映生态环境的发展变化趋势，将政策导向和创新理念落地，工作有抓手，各地有特色。以改善环境质量和服务民生为核心，完善法规标准，统筹基础设施建设，推动生态环境大数据的互联互通和开放共享，为公众提供便捷、高效和低成本的公共环境信息服务，确保信息安全。发展大数据服务业，依靠技术进步和创新驱动，创造更多的就业机会，并将其培育成为新的增长点，推动产业由褐色转向绿色，使资源利用更加高效，环境更加宜居，国际竞争力更强。生态环境大数据，只有服务于生态环境质量改善才是正途；只有为天蓝地绿水清的全面小康社会目标的实现创造条件、提供支撑，才能显示其独特价值。

明确目标是成功的开始，也是行动的导向。推进环保大数据应用和发展既要确定短期目标，做好基础性工作，加快启动和推进工作进展；又要确立中长期目标，形成健康、持续发展的内生动力。可以从数据采集和汇总、数据中心、数据开放等基础性工作，数据分析关键技术、模型算法等技术工作，环境监测、环境影响评价、环境执法等应用工作，应用支撑环境、基础能力、制度安排、人才队伍等保障多方面，协同推进大数据的建设和应用。

3.2 促进生态环境大数据的共建共享

数据是研判资源环境形势、预测变化趋势、解决紧迫生态环境问题、评价生态文明建设成效的基础。要提升数据获取能力，拓宽数据获取渠道，搭建数据共享和开放平台，确保数据真实、可信、能用、好用、实用，逐步实现“一次采集，多次应用”^[1]。

夯实数据基础。应统筹规划，明确分工，扩大监测领域，优化布局，形成能源、矿产资源、水、大气、森林、草原、湿地、海洋等生态要素的统一监测体系，构建资源环境承载能力的立体监控系统，提升监测能力。统一监测标准和精度，构建全国统一的资源环境动态信息查询与服务平台，解决以往资源环境监测数据标准不统一、难以共享的问题。

促进共享。数据的独特性在于非排他性，一份数据能以较低的成本为多方分享，并不减少拥有者的价值。建立生态环境数据的开放目录，明确数据开放和维护责任。向社会开放必要的大气、水、土壤、海洋等生态环境监测数据，区域、流域、行业等污染物排放数据，重要生态功能区、自然保护区、生物多样性保护优先区等生态数据，环境违法、处罚等监察执法数据，力求避免政府部门间的数据“打架”，树立数据的权威和政府部门的公信力。

3.3 定位于支撑环境决策和民生改善

决策科学化。须将大数据作为生态环境管理决策的重要支撑，提高政府部门综合治理的科学化水平，提升环境保护参与经济社会发展和宏观调控的能力。

提升服务能力。推进网上服务，整合建设项目环评、危险废物越境转移核准、自然保护区建立和调整等行政许可审批系统和信息，加强行政审批的跨部门共享；构建“一站式”办事平台，实现统一受理、同步审查、信息共享、公开透明，形成网上服务与大厅服务、线上服务与线下服务相结合的一体化。以提升民生服务、激发社会活力为重点，推动传统公共服务数据与移动互联网数据的整合，促进大数据的市场化应用；建立综合服务平台，优化公共资源配置；利用行业和社会数据，研发环境健康、环境认证、环境信用、绿色生产等方面的信息产品，实现精准、敏捷、高效、系统的全新管理，整体提升环境管理水平^[1]。

信息公开和舆情分析。通过政府网站、微信等基于互联网的公共信息平台建设，提高信息公开的质量和时效，满足公众环境信息需求。回应公众意见、建议和举报，公共信息尽可能免费开放，提高数据开放的规范性和权威性。建立互联网大数据舆情监测系统，针对环境保护重大政策、污染事故等热点问题，对信息进行自动抓取、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。

3.4 创新融合机制健全发布制度

大数据需要创新的思维方式。大数据不等于大量数据，也不等于数据的简单堆砌，而在于数据间的整合和分析，只有通过模型分析，产生“1+1>2”的效果，才能创造更大的价值^[8]。

虽然我国一些地方的数据已集中到“数据中心”，但难以快速应用，原因在于这些数据来自不同部门；虽然在部门内的组织管理上发挥了积极作用，但划分方式不统一，编码标准不统一，给生态环境大数据的跨部门检索、整合与共享带来极大困难。因此，要科学认识大数据，理解数据实质。从大数据中发现新知识、创造新价值、提升新能力、形成新业态，仍有大量工作要做。实现多源异构环境大数据的一体化组织，必须打破创新壁垒，统一数据模型和数据标准，成为现阶段迫切需要解决的问题。

健全信息发布制度。落实《环境信息公开办法》，在不影响国家安全和企业技术诀窍的前提下，尽可能推动公共环境信息开放共享。完善信息公开督促和审查机制，规范信息发布和解读，传递全面、准确、权威的信息。通过对互联网发布的公共环境保护信息自动抓取、自动分类聚类、主题检测、专题聚焦，掌握公众对环境保护重大政策、污染事故等热点问题的思想动态，为管理部门提供舆情分析报告，进行正确舆论引导，及早化解矛盾，把控事态，避免环境群体性事件的发生，提高管理部门的主动预见和应急能力。

3.5 项目带动生态环境大数据建设

以大项目带动大发展。以“一朵云”模式建设环保云平台。利用3S技术，建设“智慧环保”管理平台，将大数据空间化、可视化、关联化，大幅提高环境执法效率；建设“云监管”平台，进一步挖掘大数据，提高环境决策智能化水平^{[1, 8]}。

按照《生态环境大数据建设总体方案》的要求，建立起“一个机制、两套体系、三个平台”的总体架构。建设大数据应用平台。建设管理平台，为大数据应用提供统一数据支撑服务。实现数据传输交换、管理监控、共享开放、分析挖掘等基本功能，支撑分布式计算、流式数据处理、大数据关联分析、趋势分析、空间分析，支撑大数据产品研发和应用。

运用智能技术，对现有的“四级联网”环评审批系统进行改造升级；对全国审批的建设项目环评报告书进行实时分析、统计分析，及时发现和纠正不规范审批行为；掌握全国项目审批数量、区域分布、排放情况和环境保护措施，对进入红线的项目和超过区域环境承载力布局的项目进行实时预警，建成智能化的全国环评管理系统。

实施环保大数据应用工程项目，以点带面，推进大数据应用。积极探索监管新模式，促进排污企业成为环境污染治理主体，推动公众参与环境保护，使环境监管更加精细化、精准化，更有针对性；引导社会力量，更好地、更有效地、更全面地参与生态环境大数据应用。培养跨界的复合型、应用型大数据创新人才，完善大数据技术、管理和服务人才体系。

3.6 促进环保数据服务业发展

监测、通信、优化等技术的广泛应用，为开启智慧环保新时代创造了条件，并将改变环保问题的解决方式，给“十三五”环境保护事业发展带来新的活力。我国环保数据已经从TB级别跃升到PB级，但远没有实现数据到信息的转化，更没有实现信息到服务的转化。

大力发展智慧环保产业。《关于促进智慧城市健康发展的指导意见》提出，要发展形成全天候、多层次的智能多源感知体系，将企业环保信用纳入全国统一的信用信息共享交换平台^[11]。完善环境预警和风险监测信息网络，提升重点风险防范水平和应急处理能力。

重视“互联网+”环保产业的双向融合。我国污水处理厂只是将污染物由一种形态转化为另一种形态，事实上污水处理厂可建成一个资源、能源转化工厂。国外已将“水处理概念厂”付诸实践。如戛纳的一个污水处理概念厂，配4000平方米的光电板，所发的电量除自用外还供周围居民使用；厂房覆盖上绿色植物，配合海滩风光放置一排蓝色太阳伞，组成一个“自然景观”，目的是满足水质可持续、能源自给、资源回收和环境友好等方面的要求。

推动环保大数据产业发展。环保大数据的应用和发展离不开全社会的参与，环保大数据也将发展成为新的环保服务业态。将环保大数据应用作为环保产业来推动会更有效、更有发展潜力。环保大数据应用需要政府、科研单位、企业的多方合作，需要制定环保数据资源服务产业政策，培育和扶持一批大数据服务企业，发展新型环保服务业。

4 制度保障生态环境大数据的建设和发展 4.1 建立法规体系，保障大数据建设

环保界的数据类型达几十种，来自不同部门的数据，其组织管理方式、标准、参考体系各不相同，给环境大数据的形成与应用提出了挑战。环境保护部已出台了多个业务标准和规范，如《环境空气质量监测规范（试行）》、《环境空气质量指数（AQI）技术规定》、《大气颗粒物来源解析技术指南》等，一定程度上实现了业务标准化，并为后续发展奠定了基础^[8]。

严格实施《环境保护部信息化建设项目管理暂行办法》，建设完善生态环境质量、环境污染、自然生态、核与辐射等国家生态环境基础数据库，实现系统内数据资源整合集中和动态更新。通过政府数据统一共享交换平台接入国家人口基础信息库、法人单位资源库、自然资源和空间地理基础库等其他基础数据资源。加强与相关部委、行业协会、大型国企和互联网数据互联，形成环境信息资源中心，实现数据互联互通。

4.2 出台管理办法，确保数据质量

《中华人民共和国环境保护法》规定监测机构应对监测数据的真实性和准确性负责，应出台数据质量管理办法，实施数据造假“黑名单”制度，确保数据真实可靠。

完善数据质量监控机制。加强监测、统计等各环节的质量监控。把控原始记录、数据收集、整理、汇总、上报等环节的数据质量，做到责任到人。引入第三方进行环境监测。在政府指定机构监测难度大、覆盖范围不及和企业自我监测数据可靠性存疑等情况下，可引入专业化的第三方监测机构，在公平公正的竞争中提高监测数据质量。可采取不定期抽查、联合检查、暗查等方式方法，切实加大对数据检查的力度和强度。

健全责任追究制度，提高数据造假的违法成本。为杜绝环保数据造假现象的发生，必须建立责任追究机制，加大相关责任主体虚报瞒报数据的处理和处罚力度。提高对排污企业数据造假行为的经济处罚力度，消除篡改数据的动力。对数据弄虚作假者及时予以曝光、取消资质、进行经济处罚等；情节严重的，按法律规定追究相应的连带责任。

4.3 完善配套政策，发挥大数据功能

加大中央预算内投资和中央财政信息技术专项资金对大数据产业的投入，研究绿色发展指标体系，构建自然资源资产负债表，建立生态环境损害评估方法，为地方领导干部自然资源资产离任审计制度、企业赔偿制度、生态补偿机制、责任追究制度的执行和落实提供数据和技术支撑。

“一证式”管理。以排污许可证制度为核心，利用排污许可证“证载”内容，支撑排污许可和环境标准、环境监测、环境统计、环评、总量控制、排污收费（环境税）、许可证监管等制度的有效衔接，对污染源进行统一编码管理，有效推进协同治理，开启“一证式”污染源管理新模式^{[1, 8]}。

环评监管和督察。建立环境影响评价数据标准、共享机制，建设全国环境影响评价管理信息系统，提升环评统计分析、预测预警能力，推动环评监管事前审批向事中和事后监管的延伸，实现全国环境影响评价数据“一本账”的管理模式。

加强环境信用监管。在环保行政许可、建设项目环境管理、环境检查执法、专项资金管理、科技项目立项、评先创优等工作中，嵌入企业环境信用信息和信用状况审核环节。对不同环境信用状况的企业进行分类监管，对环境信用状况良好的企业予以优先支持，加强对失信的约束和惩戒。探索在环境管理中试行企业信用报告和信用承诺制度。

4.4 上下联动，发挥不同主体作用

应发挥公共财政的引导作用，提高数据和获取能力。政府的投入再多，人力、物力和财力也是有限的。应建立必要机制，引导和鼓励企业或个人的监测设备加入环保监测网络，作为官方监测的补充。美国政府不遗余力地向社会免费开放基础数据，且要求数据是机器可读的，降低了企业和个人的数据获取成本；要求政府支持的科研成果以机器可读的方式向社会公布，形成“政府搭台，社会、企业唱戏”格局。随着大量可穿戴式装备和车载空气监测设备接入到“泛空气质量监测网络”中，空气质量监测点不足的难题将得到缓解，也能解决移动源监测难等问题。

提高公众参与能力。鼓励公众通过微信、QQ 等平台，增强体验性、互动性，分享参与环境保护的体验，并带动更多的人加入环境保护、自觉保护环境，实现“影响一个、带动一批”的放大效应。利用互联网理念、思维、方法，建立上下联动、全民参与、全员监督、各尽其责的环境保护内生动力和长效机制。鼓励公众改变生活方式，提高环境保护和可持续发展意识，倡导勤俭节约、绿色低碳、文明健康的生活方式，形成人人、事事、时时崇尚生态文明的社会新风，迎接生态文明新时代的早日到来。