人工智能赋能蓝藻水华监测预警,助力太湖安全度夏!

2021年05月24日作者:来源:江苏生态环境

  2021年以来,太湖水文、气象条件有利于蓝藻生长,给太湖安全度夏带来较大压力,对蓝藻水华监测预警工作提出了更高要求。为解决常规蓝藻手工监测时间长,并且不能完全满足太湖蓝藻监测预警工作的现状,江苏省无锡环境监测中心联合东南大学和江苏宏众百德生物科技有限公司,组建了“产学研用”的多元化和多学科交叉团队,成功研发了“藻类人工智能快速分析系统”。2021年以来,“藻类人工智能快速分析系统”已完成太湖“引江济太” “饮用水源地预警”和“夏季蓝藻预警”等项目共计234个样本,检出8门,常见属种53个。提供了“真、准、全、快”的藻类群落数据,较好地完成了“饮用水源地藻类快速监测预警”和“蓝藻水华监测预警”工作,为确保太湖连续十四年安全度夏提供了有力的技术支撑。

  藻类人工智能快速分析系统是基于图像识别技术、深度学习人工智能算法,结合5G和大数据技术的一体化藻类智能分析系统。其主要功能有:自动识别藻类,实现常见60个属种的识别与分析,同时可以自建数据库并不断完善,从而识别更多的目标物种;缩短分析时间,系统可在10分钟之内完成一个样本分析,并自动输出常用表征参数和统计结果,极大地减少了人工分析时间;有效质量控制,实现样本信息全数字化保存及有效质控,可为藻类的自动监测提供技术和管理支撑。

  该系统于2020年7月7日完成验证和专家论证,评审组一致认为该系统将AI技术融入藻类分类数据库,并应用于藻类自动鉴定和计数,与人工显微镜镜检法的结果比对具有较好的一致性,同时可以实现样本信息化和存档功能,该技术具有开创性和先进性,建议在太湖、滇池、巢湖和三峡等水体,优先考虑利用该方法进行监测和预警。自2020年8月1日开始投入太湖蓝藻预警工作以来,该系统已经业务化运行完成了3000多个样本的分析工作,在准确性、重复性、时效性等方面均取得了良好的业务化运行效果。

  目前,该系统已经在江苏省环境监测中心、江苏省无锡环境监测中心、江苏省苏州环境监测中心、江苏省常州环境监测中心、广东省深圳环境监测中心站,太湖流域水文水资源监测中心和上海城市水资源开发利用国家工程中心有限公司,以及东南大学、清华大学和中国科学院生态环境研究中心、中国科学院南京地理与湖泊研究所等20多家单位进行了试用和业务化运行。

  江苏省各级政府部门高度重视蓝藻水华监测预警和安全度夏工作。2021年太湖蓝藻监测预警工作于3月1日正式启动,较往年提前一个月。3月30日,江苏省省长吴政隆视察太湖安全度夏工作。4月22日,无锡市市长杜小刚带队调研一线蓝藻监测和打捞处置能力。5月8日,江苏省委副书记张敬华督查太湖治理和防汛工作,各级领导均对“藻类人工智能快速分析系统”的准确、高效和智能化监测表示了肯定。

  2021年4月27至28日,该系统应邀参加了2021年中国环境监测总站深圳环境监测质控技术研究创新中心举办的环境监测技术交流活动第二期水生态环境质量监测专题活动。中国环境监测总站领导及各省市生态环境监测中心的领导和专家现场详细了解并试用了“藻类人工智能快速分析系统”,对设备的自动化、信息化和智能化给与了充分认可。下一步,无锡环境监测中心将继续研发藻类自动在线监测系统,更好地推动藻类监测的自动化和智能化水平。


编辑:宋阳