《環(huán)境工程大數(shù)據(jù)建模和分析技術(shù)》主要介紹了數(shù)字中國(guó)與大數(shù)據(jù)時(shí)代、環(huán)境工程大數(shù)據(jù)、環(huán)境工程大數(shù)據(jù)資源中心的設(shè)計(jì)及構(gòu)建、環(huán)境工程大數(shù)據(jù)的采集、環(huán)境工程大數(shù)據(jù)建模技術(shù)、環(huán)境工程大數(shù)據(jù)的分析與應(yīng)用實(shí)例、環(huán)境工程大數(shù)據(jù)的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及就業(yè)機(jī)會(huì)等。本書可作為高等學(xué)校環(huán)境工程、環(huán)境科學(xué)、環(huán)境生態(tài)工程、信息技術(shù)、地理信息系統(tǒng)等專業(yè)的本科教材使用,還可供從事環(huán)境監(jiān)測(cè)、環(huán)境管理等環(huán)境保護(hù)和數(shù)據(jù)分析工作的科研人員和技術(shù)人員參考。
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隨著物聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)的快速發(fā)展,數(shù)據(jù)量呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng),數(shù)據(jù)的發(fā)展進(jìn)入了多樣化和高速化的時(shí)代。萬(wàn)物互聯(lián)和由此產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)正在前所未有地深刻地改變著我們的社會(huì)。經(jīng)歷了第一次工業(yè)革命蒸汽機(jī)時(shí)代、第二次工業(yè)革命電氣時(shí)代、第三次工業(yè)革命信息化時(shí)代之后,我們的社會(huì)正在全面步入以互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)為特征的第四次工業(yè)革命大數(shù)據(jù)時(shí)代。
在大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下,環(huán)境工程的數(shù)據(jù)量變得越來(lái)越多,已經(jīng)具有數(shù)據(jù)體量大、數(shù)據(jù)類型多、數(shù)據(jù)處理速度快、數(shù)據(jù)價(jià)值密度低的大數(shù)據(jù)特征,改變了我們對(duì)環(huán)境工程問(wèn)題的認(rèn)知、研究和治理方式,傳統(tǒng)的基于統(tǒng)計(jì)分析的方法已經(jīng)難以應(yīng)對(duì)。在此背景下,本書將環(huán)境工程時(shí)代發(fā)展與大數(shù)據(jù)技術(shù)相結(jié)合,運(yùn)用大數(shù)據(jù)思維和技術(shù)來(lái)處理和分析環(huán)境工程數(shù)據(jù),通過(guò)采集、存儲(chǔ)、分析和應(yīng)用大量的環(huán)境信息,實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確、高效的環(huán)境保護(hù)和治理。對(duì)看似毫無(wú)關(guān)聯(lián)、碎片化的環(huán)境工程數(shù)據(jù)信息進(jìn)行深層次分析和挖掘,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、預(yù)測(cè)趨勢(shì)、把握規(guī)律,實(shí)現(xiàn)環(huán)境工程用數(shù)據(jù)說(shuō)話,用數(shù)據(jù)管理,用數(shù)據(jù)決策,幫助環(huán)境工程研究人員、決策者和公眾更準(zhǔn)確全面地了解環(huán)境狀況、預(yù)測(cè)環(huán)境變化,并制定更加科學(xué)和有效的環(huán)境工程保護(hù)措施。
由于編者能力所限,書中難免有不足之處,懇請(qǐng)專家、學(xué)者評(píng)判指正。
編者
第1章數(shù)字中國(guó)與大數(shù)據(jù)時(shí)代1
1.1數(shù)字中國(guó)1
1.1.1互聯(lián)網(wǎng) 2
1.1.2物聯(lián)網(wǎng)4
1.1.3云計(jì)算7
1.1.4人工智能9
1.2大數(shù)據(jù)時(shí)代12
1.2.1大數(shù)據(jù)的概念12
1.2.2大數(shù)據(jù)的要素13
1.2.3大數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)15
1.2.4大數(shù)據(jù)的分析與挖掘17
1.2.5大數(shù)據(jù)的應(yīng)用18
1.2.6國(guó)內(nèi)外大數(shù)據(jù)的發(fā)展概況19
1.2.7了解ChatGPT23
習(xí)題25
第2章環(huán)境工程大數(shù)據(jù)26
2.1環(huán)境工程大數(shù)據(jù)背景26
2.1.1建設(shè)環(huán)境工程大數(shù)據(jù)的重要意義26
2.1.2環(huán)境工程大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)26
2.1.3環(huán)境工程大數(shù)據(jù)的應(yīng)用27
2.1.4國(guó)內(nèi)外環(huán)境工程大數(shù)據(jù)的發(fā)展概況30
2.2環(huán)境工程大數(shù)據(jù)的發(fā)展趨勢(shì)33
2.2.1大數(shù)據(jù)推動(dòng)環(huán)境工程的信息化33
2.2.2大數(shù)據(jù)推動(dòng)環(huán)境工程的智能化34
2.2.3大數(shù)據(jù)推動(dòng)環(huán)境工程的多元化34
2.2.4大數(shù)據(jù)促進(jìn)公眾積極參與環(huán)保34
2.2.5環(huán)境大數(shù)據(jù)的發(fā)展趨勢(shì)36
2.2.6培養(yǎng)環(huán)境工程專業(yè)復(fù)合型人才37
習(xí)題38
第3章環(huán)境工程大數(shù)據(jù)資源中心的設(shè)計(jì)及構(gòu)建39
3.1環(huán)境工程大數(shù)據(jù)資源中心的設(shè)計(jì)39
3.1.1研究的主體和目標(biāo)39
3.1.2研究的時(shí)空屬性40
3.1.3環(huán)境工程大數(shù)據(jù)資源中心的科學(xué)設(shè)計(jì)41
3.2環(huán)境工程大數(shù)據(jù)資源中心的構(gòu)建42
3.2.1環(huán)境工程大數(shù)據(jù)資源中心的總體架構(gòu)42
3.2.2環(huán)境工程大數(shù)據(jù)資源中心的關(guān)鍵技術(shù)44
3.2.3環(huán)境工程大數(shù)據(jù)的應(yīng)用服務(wù)50
3.2.4環(huán)境工程大數(shù)據(jù)的安全保障與運(yùn)行保障54
3.3環(huán)境工程大數(shù)據(jù)資源中心的可視化55
3.3.1大數(shù)據(jù)可視化算法55
3.3.2大數(shù)據(jù)可視化分析方法56
3.3.3大數(shù)據(jù)可視化發(fā)展方向57
習(xí)題58
第4章環(huán)境工程大數(shù)據(jù)的采集59
4.1環(huán)境工程大數(shù)據(jù)來(lái)源59
4.1.1環(huán)境監(jiān)測(cè)和管理59
4.1.2物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)69
4.1.3互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)76
4.2環(huán)境工程大數(shù)據(jù)采集的方法77
4.3環(huán)境大數(shù)據(jù)的采集體系構(gòu)建78
習(xí)題79
第5章環(huán)境工程大數(shù)據(jù)建模技術(shù)81
5.1大數(shù)據(jù)建模方法81
5.1.1大數(shù)據(jù)建模概述81
5.1.2環(huán)境工程大數(shù)據(jù)建模常用方法82
5.1.3環(huán)境工程大數(shù)據(jù)建模應(yīng)用與發(fā)展現(xiàn)狀94
5.2大氣環(huán)境數(shù)據(jù)建模技術(shù)95
5.2.1大氣環(huán)境建模概述95
5.2.2大氣環(huán)境建模方法97
5.2.3大氣環(huán)境數(shù)據(jù)建模的發(fā)展現(xiàn)狀111
5.3水環(huán)境建模與分析技術(shù)113
5.3.1水環(huán)境建模與分析概述113
5.3.2水環(huán)境建模方法114
5.3.3水環(huán)境數(shù)據(jù)建模的發(fā)展現(xiàn)狀129
5.4其他數(shù)據(jù)建模技術(shù)135
5.4.1固體廢物模型135
5.4.2物理性污染建模141
習(xí)題145
第6章環(huán)境工程大數(shù)據(jù)的分析與應(yīng)用實(shí)例147
6.1大數(shù)據(jù)的分析方法與應(yīng)用147
6.1.1傳統(tǒng)環(huán)境數(shù)據(jù)建模的劣勢(shì)147
6.1.2大數(shù)據(jù)分析技術(shù)概述148
6.1.3數(shù)據(jù)挖掘149
6.1.4模式識(shí)別154
6.1.5機(jī)器學(xué)習(xí)160
6.1.6虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)167
6.1.7大數(shù)據(jù)分析軟件172
6.1.8大數(shù)據(jù)核驗(yàn)175
6.2環(huán)境工程大數(shù)據(jù)的應(yīng)用領(lǐng)域175
6.2.1科學(xué)研究175
6.2.2商業(yè)應(yīng)用176
6.2.3政府決策178
6.3環(huán)境工程大數(shù)據(jù)的應(yīng)用實(shí)例180
6.3.1環(huán)境工程大數(shù)據(jù)在大氣污染控制中的應(yīng)用案例180
6.3.2環(huán)境工程大數(shù)據(jù)在水污染控制中的應(yīng)用實(shí)例206
6.3.3環(huán)境工程大數(shù)據(jù)在固體廢物污染控制中的應(yīng)用實(shí)例227
6.3.4環(huán)境工程大數(shù)據(jù)在物理性污染控制中的應(yīng)用案例235
6.3.5碳中和核算中大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用244
習(xí)題249
第7章環(huán)境工程大數(shù)據(jù)的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及就業(yè)機(jī)會(huì)250
7.1全球大數(shù)據(jù)時(shí)代250
7.1.1全球開啟大數(shù)據(jù)時(shí)代250
7.1.2全球大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀251
7.1.3大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)253
7.2環(huán)境工程大數(shù)據(jù)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和機(jī)遇254
7.2.1環(huán)境工程大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀254
7.2.2環(huán)境工程大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)255
7.2.3環(huán)境工程大數(shù)據(jù)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展展望257
7.2.4環(huán)境工程大數(shù)據(jù)的未來(lái)257
7.3環(huán)境工程大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)中的就業(yè)機(jī)會(huì)258
7.3.1專業(yè)融合和創(chuàng)新258
7.3.2就業(yè)技能259
7.3.3就業(yè)機(jī)會(huì)思考260
習(xí)題261
參考文獻(xiàn)262
附錄數(shù)字人簡(jiǎn)介與實(shí)例264