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2023-03-01 10:05:37
訊息：AI溯源污染、超算云助力環境數據分析……?生態環境從“治”理走向“智”理
2023-03-01 10:05:37 來源: 科技日報
近年來，隨著生態環境領域信息化、高效化、智能化水平的不斷提高，大數據、云計算、人工智能等互聯網技術在生態環境領域的實踐應用日益廣泛和深入。例如，為精準治理大氣，北京通過技術手段，把轄區分成不同網格地塊，每個地塊上都建有小微監測站，根據實時監測數據的高低，可進行污染源的溯源和重點監管。有了網格，哪里污染數值高了，監管平臺就會自動報警，環境執法人員直接上報警點位排查，提高了執法效率。信息化技術的創新和使用，讓北京市空氣質量全面達標，誕生了被聯合國環境署譽為的?“北京奇跡”。
北京的大氣治理只是利用現代信息技術進行生態環境治理的一個縮影。2月11日召開的2022環境互聯網創新大會，就公布了2022智慧環保十佳創新案例。生態環境部辦公廳督察專員章少民說，生態環境信息化技術的應用，創新了生態環境監管模式、促進了生態環境治理現代化，為深入打好污染防治攻堅戰發揮了積極作用。
AI溯源破解大氣污染監測“老大難”
【資料圖】
四川省成都市生態環境指揮調度中心一間辦公室的墻上有一塊電子顯示屏，這塊顯示屏實時更新著成都市各種生態環境數據。這是2022智慧環保十佳創新案例之一——成都市大氣污染AI小尺度溯源系統。
在大氣污染監測方面，溯源一直是個難題。成都運用該系統，整合大氣固定監測站、移動監測站、工地揚塵在線監控等各類監管數據，并結合雷達掃描、遙感、電力報警等科技手段，形成實時多源大數據，再通過大數據和AI算法“以算代測”，自動實現了千米級、小時級的網格化空氣污染精準感知。經比對核實，其準確率超過80%，相較于傳統網格化硬件鋪設，可節省成本約50%。
該系統也顯示，基于AI算法自動識別揚塵點位及其類型，現場問題發現率明顯高于人工排查。生產就要用電，通過用電數據等，系統能自動判定企業是否存在違規生產、錯時開工等行為。相比于“人盯源”，應用AI算法監測污染源能全面提升可同時監控的企業數量和監管效率。目前，“大氣污染AI小尺度溯源”平臺已覆蓋成都市主城區“5+1”區域和二圈層“6+1”區域，管治區域面積達3730平方公里，有助于科學、高效地治理大氣環境污染。
成都市生態環境局副局長文雁說，成都還開發了空氣質量監測、用電監控等4類業務的異常預警模型，實現了88項指標數據的實時分析和預警，助力生態環境問題“早發現早處置”。
“千里眼”“順風耳”助力監察工作
重點流域水質是否達標、施工工地是否采取環保措施、企業實時排放是否符合要求……鼠標一點，足不出戶，就可看到實時視頻、圖像和監測數據，了解相關情況。浙江省桐鄉市搭建了“智慧環保”平臺，編織起全覆蓋、全信息、多元化的“天、地、空”立體環境監管網絡。
“平臺整合了環境監測、項目審批、環境管理、排污許可、綜合執法等信息，實現了對水氣自動監測站，空氣質量網格化監測監控平臺及固體廢物產生、運輸、易傾倒風險點等的數據和視頻的綜合集成，打造了水氣環境質量‘一張圖’、污染源分布自動監測‘一張圖’、污染源視頻監控‘一張圖’。”嘉興市生態環境局桐鄉分局局長姚偉平說。
形成“一張圖”有什么用?以固體廢物為例，只要點擊當天申報運送固體廢物的某印染公司，平臺上就會立刻跳出該公司印染污泥產生量、接收量、運輸車輛車牌號碼和行駛軌跡，就連運輸車駕駛室和運載室的實時畫面也能看得一清二楚。固體廢物從哪里來、到哪里去，平臺都可以進行全過程動態跟蹤監控。
“有了這個平臺，我們在開展監察工作時就好像有了‘千里眼’‘順風耳’，可以全天候監控企業污染物排放、治污設施運行情況，監管效率大大提升。”姚偉平表示。
除布局在地面上的監測設施外，在高空還有一雙“天眼”——遙感衛星對桐鄉進行全域掃描，捕捉污染源頭和污染過程，分析污染走勢，為精準管控提供科學指導。比如在水環境監測方面，衛星通過遙感技術可對該市全域范圍內水質的空間分布及動態情況進行定量分析。“利用遙感數據，可對流域水質變化趨勢進行研究和預測。”嘉興市生態環境局桐鄉分局水氣管理科科長鐘根強說。
“天上看、網上管、地上用”的立體監管體系，將桐鄉的生態底色擦得更亮。2022年，桐鄉環境空氣質量優良率達89.6%，飲用水源地水質達標率100%，跨行政區域河流交接斷面水質考核優秀。
形成數據處理的“超級大腦”
利用現代信息技術治理環境，不僅需要有“千里眼”和“順風耳”，更需要有“超級大腦”處理各類數據。當前，隨著生態環境大數據建設的深入推進，各級生態環境部門對高性能計算資源的需求迅速增加，生態環境信息系統迫切需要拓展算力和存儲空間。2021年12月，全國第一家國家生態環境監測大數據超算云中心(以下簡稱超算云中心)在山東省濟南市正式運行，為生態環境部和各級生態環境部門提供各類計算資源服務。國家空氣質量預報系統、山東省空氣質量預報預警系統先后入駐，由此匯聚了國家、省、市生態環境大數據，形成了對這些數據的挖掘和綜合應用能力。
依托超算云中心，中國環境監測總站陸續開展了空氣質量常規多模式數值預報、15—45天中長期預報和統計預測預報、國家重點區域氣象影響模擬評估和區域污染追因及解析等工作。超算云中心還支撐著山東省空氣質量預報預警和綜合分析等業務系統的運行，服務全省16地市未來24、48小時空氣質量指數、空氣質量等級、首要污染物等信息預報，紅色預警信息發布和省、市、縣統一的生態環境分析等業務。
山東省生態環境廳提供的資料顯示，過去，環境數據分析多以同比、環比等簡單的數理統計方法為主，多種環境要素間的關聯分析不夠深入，不能很好地滿足環境管理需求。超算云中心的大數據綜合分析系統，具備典型事件情景構建和模擬分析能力，支持典型事件的復盤與結果評估，可對污染高值實現自動化分析、直觀化表達、動態化跟蹤、圖形化展示，有利于推動環境形勢綜合分析從經驗判斷向科學決策轉變。
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