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精准定位污染源,环境监管有了智能“千里眼”

来源:科技日报2019-07-08 09:48

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  在生态环境部刚刚结束的河北唐山、天津(滨海新区)、辽宁大连、山东烟台等4城市入海排污口现场排查工作中,卫星遥感与无人机航测、人员现场核查、疑难点查缺补漏方式形成了“三级排查”模式,全面查清所有向渤海排污的“口子”。

  也就是说,先完成无人机航测及图像解译工作,并将航测发现的疑似排污口信息逐一甄别,录入手机的APP系统中。在此基础上,现场排查人员在手机APP系统的指引下,紧盯桥下、水下、林下等无人机航测盲区,可能存在隐蔽排口的敏感区域,以及无人机提供的疑似点位等,“既用高科技,又下笨功夫”,确保所有入海排污口“应查尽查”。

  面对AI技术的发展,中国环境保护产业协会副秘书长滕建礼说,在打好污染防治攻坚战的行动中,环境监管正向精细化、主动预防、科学决策转变。而人工智能系统能够精准推演污染发生的原因,让监管不再“跑断腿”。

  利用大数据精确判定污染源

  当前,除了在海洋监管、城市黑臭水体督查中大量使用人工智能外,大气治理方面,AI也在发挥巨大作用。

  大气污染源包括固定源、生活源以及机动车等排放的流动源和“小散乱污”企业排放的污染源等。

  在首届环境互联网+高峰论坛上,生态环境部信息中心副主任杨子江说,通过自动在线监测系统等,大污染源管住了,但流动源、“散乱污小”污染源怎么办?“靠人海战术扫不出来,我们就用新武器,通过卫星遥感数据、污染源数据、排污清单以及人工智能算法等”,把京津冀2+26城市划出3万多个热点网格,里面选出3千多个重点网格,通过分析,如果发现哪个网格最红,比旁边的网格红,这个“网格”就一定有问题。

  生态环境部实施的“千里眼”计划,集合了天、空、地、人等多方面的大数据,人工智能利用卫星大数据识别“热点网格”,而10%的热点网格中的本地污染排放约占整个区域的80%;人工智能还结合地面观测站和气象数据,将3公里×3公里的“热点网格”污染情况进行同化反演,结合卫星等大尺度信息,监测站和传感器等设备的小尺度信息,网格精度达到500米×500米,实时智能发现动态监管的重点区域和对象。

  杨子江说,通过人工智能算法,把污染热点从3公里×3公里的面积缩小到500米×500米网格还不够,不同污染物指向的污染源不同,比如燃煤和机动车排放主要污染成分不同。再用人工智能算法结合大数据,找出污染的具体排放者,这样能提高重点区域环境监管效能,第一时间发现、解决问题等。

  提供精细化创新管理手段

  “人工智能在环境管理领域的应用与医疗健康有相通之处,都是数据收集—发现事实—预测分析—智能决策—学习提升。”清华大学自动化系教授宋士吉说,大数据驱动的人工智能为生态环境提供了精细化创新管理手段。

  近年来,不少地方生态环境部门都应用物联网、大数据、人工智能等新技术,探索环境治理模式,创新环境监管手段,实行精细管理、精准治污。如建立生态云平台、移动执法系统,京津冀和汾渭平原的热点网格监测、构建“天地一体化”的监测体系治理大气污染等。

  中国环保产业协会环境互联网+专委会主任委员汪冬青也表示,借助“互联网+”和人工智能,能全面提升生态环境治理能力和治理体系现代化,同时也给传统环保产业带来新商机。目前,多数环境企业已在运用人工智能,一些老牌的环保企业也从设备生产转向互联网、人工智能运营服务。

  构建“生态环境最强大脑”

  人工智能应用在环境监管部门全面推开,中国工程院院士侯立安说,在长江经济带,环保部门和相关企业利用卫星遥感、智能传感等技术,研发了水系统全过程监控机器人,还将重点研发水监控无人机、样品采集机器人、多功能水质机器人、水设施巡检机器人等。基于大数据平台和智能终端的联动模式,将构建“一体化”水环境应急保障体系,实现长江流域水安全事故的快速、精确处理。

  杨子江说,希望构建“生态环境最强大脑”,打造高精度三维感知生态环境变化的生态环境物联网,横纵贯通全国生态环境领域的固定与移动相结合,高速、可视、智能的生态环境业务专网,支撑应用快速开发、数据共享交换、业务协同交互、大数据应用的统一云平台,满足跨部门、跨层级、跨区域业务协同的生态环境“大系统”,动态反映生态环境现实、模拟预测趋势的“虚拟空间圈”,让生态环境进入全量全网数据智能+生态环境治理的新时代。(李 禾)

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