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“天-空-地”一体化监测手段全用上,智慧平台这样保障水安全!


现代快报讯(记者 是钟寅 储希豪)“智慧水质监测平台”作用如何?各项水质数据在平台上一目了然,它能调取卫星遥感影像,能收集无人机、无人船的数据信息,还能自动发出水质预警……近日,中国科学院南京地理与湖泊研究所(以下简称地湖所)研发的“天目湖流域水质目标管理平台”顺利通过验收。

△天目湖流域水质目标管理平台


群山怀抱中,天目湖波光粼粼,这里是常州溧阳的饮用水水源地,也是国家5A级旅游景区。多年以前,沿岸工业都已退出湖区,但水质监测始终不能松懈。上游来水、农林水产养殖等各种因素,都有可能让水质产生波动。“我们这个平台,首要任务就是盯住水质。”地湖所研究员李恒鹏是天目湖流域生态观测研究站站长,他介绍,过去监测水质主要依靠“水质自动站”采集的数据,这种站点建设费用较高,得挑选关键位置布设。但点状监测的数据相对单薄,想要更准确地判断未来趋势,得有更全面的数据反馈。因此,他们在平台中融合了卫星遥感、无人机遥感、视频监控、无人船监测、水质/藻类原位监测、人工监测等手段。

△天目湖水域


李恒鹏举例道,卫星遥感的优势是面积大,整个湖区都能覆盖,但受到天气制约。阴天云层遮蔽卫星视线,就要依靠无人机巡逻,观察湖水情况。除了“天上的眼睛”,他们还配备了无人船作为“水中游动的眼睛”,船在航线各点采样,弥补了固定水质站的监测盲区,水物理指标、化学指标、藻类指标都可以通过物联网反馈给平台。各种手段各有所长、优势互补,最终形成了立体化的全方位监测。


多源卫星遥感影像数据融合处理,是该平台的技术亮点之一。地湖所助理研究员邱银国主要负责这项工作,他介绍,不同的卫星性能不一,有的覆盖面更广,有的影像精度更高,有的数据更新速率更快。仅在天目湖区域,团队就调取了3种不同卫星的数据。“我们对多源遥感影像数据进行智能化合成,比单一信源更精确、更完整,可以提供更可靠的判断。”


“正常情况下,水质数据每4小时更新一次。”李恒鹏介绍,各种数据在平台中经过预设模型的演算后,就能得出评估结果是否存在风险,并发出预警。“水质趋势研判,涉及变量多,结果往往是概率性的。我们专业化的模型和人工智能,在大量数据支持下,对未来趋势的研判就能更准确。”他表示,溧阳因为一直重视环保,各种水质、水文资料非常丰富,因此天目湖平台功能是最全面的。

△天目湖水域


在此基础上,通过耦合蓝藻水华模拟预警、水污染优化减排等功能模块,地湖所研发了智慧流域系列平台,并已在巢湖、滇池、天目湖、长潭水库、于桥水库等湖库流域开展了长期、稳定的业务化应用。

(校对 李凯波)


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