随着社会的不断进步,经济发展、能源消耗与环境保护之间的关系变的越来越紧密。能源是经济发展的驱动和主要推动力,能源消耗存在利用率低、能源结构不合理等问题,从而导致了一系列环境问题的出现。因此,能源-经济-环境(Energy-Economy-Environment,3E)的协调发展问题,受到越来越多的关注。随着互联网技术的发展,数据采集技术日渐成熟,3E系统的数据量日渐庞大,存在海量、多元化的特性。本文通过对3E系统大数据的挖掘,从中提取对3E系统影响较大的指标。在此基础上,构建了以区域为尺度的能源、经济、环境系统耦合模型,为政府相关部门的决策者,提供理论依据和科学依据。本文主要完成以下工作:(1)基于Map Reduce并行处理框架,构建了粗糙集与信息熵的属性约简算法。并对已收集到的3E系统数据进行并行计算,结合京津冀区域特点,构建京津冀地区能源-经济-环境系统指标体系。(2)对3E系统发展进行定量化研究,构建基于主成份分析法的3E系统综合发展水平模型,并以京津冀地区为研究对象进行实例计算。(3)研究3E系统内在关系,构建“δ-θ-β”系列能源、经济、环境系统耦合模型。借鉴已有的“δ”模型的构建思路,构建基于“θ”的3E系统协调度模型。并以京津冀地区为研究对象对模型进行验证。在此基础上叠加“β”模型,对计算结果进行分析。(4)以Hadoop框架为基础搭建3E系统数据平台,将关系数据库中的数据转存至基于HBASE非关系型数据库,并更新和扩充3E数据库。(5)将3E系统耦合模型在“能源-经济-环境可持续发展决策支持”(简称3EDSS)平台上开发实现,提供接口供用户调用。并以京津冀为例,将模型研究步骤、实例计算、结果分析在应用研究模块上进行展示。