目前，我國的水環(huán)境質(zhì)量差，COD排放總量約為2294.6萬噸，氨氮排放總量約為238.6萬噸，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出環(huán)境的容量，此外在我國的九個重要海灣中，三分之二的水質(zhì)為差或者極差。再者，我國水環(huán)境隱患多，化工和石化等近80%的項目設(shè)在江河沿岸或是人口密集的敏感區(qū)域，甚至某些應(yīng)用水水源保護(hù)區(qū)仍有違法排污的現(xiàn)象，自1995年以來我國共發(fā)生了1.1萬起的突發(fā)水環(huán)境事件，僅2014年就有六十起涉及水污染，因水環(huán)境引發(fā)的事件成顯著上升趨勢。
因此國家將水環(huán)境的保護(hù)工作作為生態(tài)建設(shè)的重要內(nèi)容。明確以大氣、水、土壤污染防治為重點，以聯(lián)合立法、統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一監(jiān)測、協(xié)同治污等十個方面為突破口，聯(lián)防聯(lián)控，共同改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，水質(zhì)環(huán)保工作成為繼大氣環(huán)境質(zhì)量后一大難題。
為了進(jìn)一步推進(jìn)水污染的防治工作，貫徹黨的二十大對生態(tài)文明建設(shè)做出了部署，習(xí)近平總書記對生態(tài)文明建設(shè)做出了一系列重要指示，強(qiáng)調(diào)加強(qiáng)水意識，推進(jìn)綠色生態(tài)的發(fā)展，通過水質(zhì)監(jiān)測平臺，創(chuàng)建以環(huán)境監(jiān)控監(jiān)測為核心、以環(huán)境數(shù)據(jù)為中心、以環(huán)境綜合業(yè)務(wù)應(yīng)用框架平臺為應(yīng)用的環(huán)境監(jiān)控監(jiān)測系統(tǒng)。
美淼水環(huán)境總體監(jiān)測方案
美淼水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)以水源的視頻監(jiān)控為基礎(chǔ)，結(jié)合水質(zhì)監(jiān)測算法，針對客戶需求，建立水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)平臺，可實時監(jiān)控水源、大氣質(zhì)量，實現(xiàn)在線查詢及統(tǒng)計報表、在線監(jiān)測自動預(yù)警、環(huán)保信息綜合分析等。提供對所屬地區(qū)各監(jiān)測點的實時采集傳輸，實現(xiàn)在線歸集和排名反饋，為客戶提供數(shù)據(jù)分析和決策依據(jù)。
1.智能感知層
前端信息采集的基礎(chǔ)設(shè)施，主要包括水質(zhì)、水量監(jiān)控、視頻監(jiān)控、污染源監(jiān)控等信息采集設(shè)備，同時可接入手工監(jiān)測數(shù)據(jù)。
2.網(wǎng)絡(luò)傳輸層
為前端水質(zhì)/水量監(jiān)測數(shù)據(jù)、視頻監(jiān)控等各種信息提供高速可靠的傳輸通道，主要依托光纖傳輸或無線網(wǎng)絡(luò)。
3.數(shù)據(jù)服務(wù)與應(yīng)用層
結(jié)合數(shù)據(jù)分析、模型模擬、GIS等技術(shù)，與水環(huán)境管理相結(jié)合，構(gòu)建數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺，實現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化應(yīng)用、水質(zhì)預(yù)測預(yù)報、污染溯源分析、監(jiān)控運維管理等功能。
水環(huán)境視頻監(jiān)測方案
通過視頻水質(zhì)監(jiān)測平臺的建設(shè)實現(xiàn)對環(huán)境視頻圖像數(shù)據(jù)資源的有效收集、存儲、整合、管理、分析，通過視頻圖像判斷水的污染程度（顏色）、漂浮物和油污監(jiān)測，同時推動信息資產(chǎn)的管理、共享和利用，提高數(shù)據(jù)綜合分析應(yīng)用和決策分析支撐能力。
一、圖片抓拍系統(tǒng)
接收來自現(xiàn)場的自動抓拍水源圖片信息，將圖片保存至本地進(jìn)行存儲；
二、圖片處理系統(tǒng)
接收圖片抓拍系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)的水源及大氣圖片，利用水質(zhì)監(jiān)測算法，進(jìn)行分析監(jiān)測，同時將監(jiān)測出的結(jié)果保存至數(shù)據(jù)庫中。
三、對外服務(wù)接口
對接客戶的軟件平臺提供數(shù)據(jù)訪問的接口，可定制化開發(fā)。
網(wǎng)絡(luò)傳輸拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
邊緣計算KZ-SN-SE5硬件參數(shù)
水污染視頻自動監(jiān)測
該系統(tǒng)具有非接觸式探測的特點，不受空間高度、熱障、危險等環(huán)境條件的限制，使得該系統(tǒng)為危險以及不方便進(jìn)入水源地區(qū)，傳統(tǒng)探測手段失效的特殊場所探測提供了一種有效的解決途徑。系統(tǒng)自動分析、識別視頻圖像內(nèi)的水質(zhì)，產(chǎn)生告警信息大大縮短了發(fā)現(xiàn)時間。
系統(tǒng)利用計算機(jī)視覺、人工智能以及閉路電視監(jiān)控技術(shù)，通過視頻圖像來分析水體的污染程度、監(jiān)測水面是否有大面積油污、指定區(qū)域內(nèi)是否有漂浮物等。當(dāng)有大面積油污或者漂浮物時觸發(fā)報警。
圖為水質(zhì)污染、油污、漂浮物報警
美淼水環(huán)境視頻監(jiān)測方案優(yōu)勢
一、先進(jìn)物體比對識別技術(shù)
物體比對的核心算法支持多狀態(tài)、不同環(huán)境條件下的圖像數(shù)據(jù)，支持多種格式圖片的識別比對。支持部分塊比對、自動/手工姿態(tài)調(diào)整、手工定位置，支持單多張圖片的復(fù)合模板比對等。具備檢測功能和矯正功能。
二、圖片預(yù)處理
當(dāng)獲取圖片的來源不同，質(zhì)量不統(tǒng)一時，不利于業(yè)務(wù)人員辨別或者機(jī)器比對，可以采用一些預(yù)處理技術(shù)。比如，利用圖片增強(qiáng)處理提高其圖片質(zhì)量來適應(yīng)圖片比對的需求，對不同狀態(tài)的圖像進(jìn)行圖像自動增強(qiáng)處理等可提升圖像比對速率及正確率。
三、多層結(jié)構(gòu)與分布式計算
采用成熟的多層體系結(jié)構(gòu)，使整個平臺具有穩(wěn)定、安全、可擴(kuò)充等優(yōu)點。平臺采用分布式比對架構(gòu)，充分利用硬件資源，并有良好的擴(kuò)展性。
四、高性能數(shù)據(jù)建模
采用多機(jī)并行、分區(qū)段批量建模方式，快速高效；采用先進(jìn)的特征提取技術(shù)，適應(yīng)多種照片源，入庫率不小于99.95%；支持自動建模、手工建模、批量錄入、比對時錄入等不同的建模方式。
五、快速比對
采用64位平臺技術(shù)，有效使用大內(nèi)存，將比對模板全部載入物理內(nèi)存，減少對數(shù)據(jù)庫或模板文件的訪問次數(shù)，提高比對速度，縮短平臺響應(yīng)時間。同時，采用分布式比對架構(gòu)，使系統(tǒng)可以隨比對單元的增加，接近線性地提高平臺比對性能。系統(tǒng)在I7—4770處理器，16G內(nèi)存機(jī)器下，10萬比對時間達(dá)到30毫秒，100萬比對時間達(dá)到78毫秒，比對速度快，速度國內(nèi)領(lǐng)先。
六、自動數(shù)據(jù)更新
擁有自動數(shù)據(jù)導(dǎo)入與自動建模功能，自動進(jìn)行數(shù)據(jù)更新，同時可以根據(jù)工作需要設(shè)定更新時間和更新條件，對多個數(shù)據(jù)源的更新，及部分?jǐn)?shù)據(jù)導(dǎo)入，遠(yuǎn)程建模。
七、多種比對模式
平臺實現(xiàn)同步比對識別、同步比對報警、異步比對識別、異步比對報警等不同的比對模式，并提供圍繞相關(guān)模式運行的技術(shù)實現(xiàn)和保障手段。支持1:N與1:1的不同的比對方式，附加篩選條件后的分類比對，提高比對速度和識別率。可以增加年齡段、性別、地區(qū)多種約束條件，可設(shè)置比對閾值、組合比對庫進(jìn)行比對。
