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生态环境智慧监测创新应用“智慧感知”案例分享(二)

2023/12/18 13:52:24    14449
来源:中国环境监测总站
摘要:四川、杭州、无锡、雄安新区地表水侦查性监测等4个案例被评选为优秀案例,浙江、内蒙古、海南等7个案例入选示范案例。
  【仪表网 产业报道】经生态环境智慧监测创新应用案例评审会遴选,智慧感知主题,四川、杭州、无锡、雄安新区地表水侦查性监测等4个案例被评选为优秀案例,浙江、内蒙古、海南等7个案例入选示范案例。下一步,将在2023年12月下旬于重庆组织现场颁发证书。
 
  优秀案例导览
 
  四川构建区域—城市“空天地”一体化大气污染物监测体系,揭示区域、城市及周边大气污染物的输送和转化迁移等过程,实现百米级别的污染源精确化锁定。
 
  杭州AI人工智能实验室,实现批量地表水样品从分液、检测、分析到数据报送全过程自动化,同时针对两种自动技术路线进行了比对验证,确保监测数据“真、准、全”。
 
  示范案例导览
 
  内蒙古运用卫星遥感、大数据等技术,构建生态保护红线“天空地”一体化立体监测网络,创立基于影像地图服务的生态破坏问题“主动发现”模式,开展试点示范。
 
  海南以水质智能采样终端与自动化实验室为基础,以采测一体化智慧监管平台为辅助,形成AI智能采测服务体系,实现流域水质监测全时空覆盖。
 
  济南首次采用出租车为载体,利用出租车行驶路线随机,行驶时空范围广的特点,构建了出租车走航大气颗粒物监测系统,为道路扬尘污染快速溯源和精准施治提供技术手段。
 
  优秀案例
 
  四川省“空天地”一体化大气污染监测溯源技术体系
 
  四川省在深入总结分析区域—城市污染特征、形成机制、主要来源和减排潜力的基础上,以“实现细颗粒物(PM2.5)和臭氧协同控制”为目标,利用现有空气质量数值传输模拟系统、地基大气监测系统、空基雷达监测系统、天基星载遥感监测系统开展大气污染物精细化溯源。一是通过构建多来源、多因子、多维度、多手段、多过程的“空天地”立体监控揭示区域、城市及周边大气污染物的输送和转化迁移等过程,构建区域—城市“空天地”一体化大气污染物监测体系。二是动态更新提供百米级别的重点防控区域及企业清单迅速锁定高污染区域和高排放企业。三是基于卫星遥感监测建立秸秆焚烧实时监管能力进行火点(秸秆焚烧点及森林火点)反演,获取准确的火点位置及辐射亮温等信息。四是形成区域、城市、区(县)三级“污染溯源—污染防控—效果评估”全链条监测溯源体系。目前,该技术已应用到四川实际的大气污染防治工作中,多年来不断调优,积累实践经验,助力四川近年来空气质量持续改善,提升重点城市区县排名。
 
  杭州市基于AI与无代码技术的智慧实验室
 
  杭州市打造基于AI与无代码技术的智慧实验室,在国内首次实现了多款水质分析仪器的全流程自动化分析。一是基于无代码技术建设生态环境监测数字化新基建,包括数据资源仓、无代码配置中心、能力中心,以及可自主设计修改、快速复用、智能适配的实验室信息管理系统和大数据预警系统。二是构建两条技术路线实现高通量流水线式AI水质分析,通过机器换人,实现样品瓶扫码到报告生成全流程自动化;基于全方位感知多传感器集成技术,实现全过程多参数智能监测。三是借助人工智能的原始记录样式识别与判断技术,解决了信息系统原始记录变更难题,实现一键导入变更记录格式、精准智能进行数据赋值,确保记录格式正确、数据准确。通过与手工方法比对、各类实际水样比对、软硬件升级、标准建设等方式,提高AI实验室的可推广性。智慧实验室的建成实现专业化学分析实验室从传统到智慧化的变化,实现跨行业普适应用技术以及社会经济效益倍增的突破。
 
  示范案例
 
  内蒙古自治区生态保护红线监管平台
 
  内蒙古自治区利用卫星遥感、大数据、云计算、物联网等信息化技术,系统提高生态监管业务的智能化、精准化和信息化水平,为构建全国智慧监测“一张网”提供重要示范和参考。一是构建了生态保护红线“天空地”一体化立体监测网络,更新扩建生态保护红线台账与监管数据库,打通“国家—自治区—盟市—旗县”的数据与业务链路,构建流程化的生态保护红线监控技术体系与业务模式。二是实现了非现场核查,采用监管平台+视频监控系统,实现生态保护红线和自然保护地生态环境非现场核查。三是突破生态破坏问题自动检测技术难点,实现了基于影像地图服务的生态破坏问题“主动发现”,选取三个旗县进行试点示范,完善红线监管技术链条。四是建立了具有区域特色的省级生态保护红线监管指标体系,补充了草原生态系统面积、生态系统退化和沙化程度,自然保护地建设等地方特色指标,着重解决国家监管指标区域差异化问题。
 
  海南省水质AI智能采测服务体系
 
  海南省选取海口市演洲河流域为试点流域,以水质智能采样终端与自动化实验室为基础,以采测一体化智慧监管平台为辅助,形成AI智能采测服务体系。一是提升了数据采集和监测效能。通过整合采样、预处理、反应分析和计算结果等环节,实现了自动化和批量化的检测过程,两个月内完成了约2000个水质样品采集及分析检测工作,大幅缩短了监测周期,提高了工作效率。二是实现全时空监测覆盖。通过智能采测系统的建设,结合多策略采样触发技术,初步实现关键点位全天候多场景动态采样;利用传感器网络和远程监控技术实时感知水质参数,实现对流域水质的全时空监测覆盖。三是增强水质预警和预测能力。通过对监测数据的实时分析,能够及时发现水质异常和污染事件,并提供预警信息,从而帮助管理部门迅速响应,采取措施避免或减少对水环境的不良影响。四是有效提升管理和决策支持能力。通过自动化和智能化的监测和管理手段,管理部门能够更好地了解和掌握水质状况,及时发现、快速响应和精准解决水污染问题,厘清水污染问题责任,从而提升水污染治理效果和区域可持续发展能力。
 
  济南市出租车走航大气监测系统
 
  针对目前大气污染监测技术的高成本和时空局限性,济南市首次采用出租车为载体,利用出租车行驶路线随机,行驶时空范围广的特点,构建了低成本、高灵敏度、覆盖面广的济南市出租车走航大气颗粒物监测系统。一是低成本实现高精度秒级监测技术。传感器利用激光散射原理,每三秒上传一组数据,成本仅为传统监测设备的十分之一;同时运用模拟校准、交叉干扰修正、云校准等数据质量控制方法保证了监测数据的可靠性、一致性和准确性。二是共享车辆实现高时空分辨率移动监测。通过共享车辆与司机,全国首创将四核传感器搭载在出租车顶灯内,实现对机动车道路颗粒物浓度 24 小时不间断实时移动监测,每天收集 400 余万组数据,覆盖主城区 95%以上的机动车道路,以较低的监测成本实现城市大范围大气监测,为城市环境监管提供新思路。三是走航云图实现道路污染精准定位。监测数据实时传送到云平台,每小时生成一张道路颗粒物污染云图,精准定位扬尘污染严重路段空间分布,为快速溯源和精准施治提供技术手段。该系统能指导我市道路空气治理精准执法、指导环卫部门精准清扫和抑制道路扬尘,同时为重点区域重点治理提供数据支撑。

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