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从“人海战术”到“AI赋能”,太湖水生态监测实现数智化跃迁
发布日期:2025/3/25 10:55:30
    太湖,这颗镶嵌在长三角的璀璨明珠,如今正焕发出新的生机。2024年,太湖总磷浓度达到2007年以来最好水平,湖体平均水质30年来首次达到Ⅲ类、首次达到“良好”湖泊水平,连续17年实现安全度夏,水生生物多样性指数首次升至优秀等级……这些成绩背后,离不开江苏省无锡环境监测中心45年来在太湖水生态监测领域的坚守与创新。

    从人工拓荒到自动化革命:奠定坚实基础

    太湖水生态监测工作始于上世纪80年代。当时,无锡中心的监测人员划着小船深入太湖,手工采集水样,开启了太湖水质及生物监测的拓荒之路。2007年太湖水危机爆发后,中心迅速启动预警监测,推动监测技术的升级。2009年起,太湖之畔树立起了86座水质自动监测站,实现从“人海战术”到“智能哨兵”的转变。此后,中心逐步构建了“水陆空天”四位一体的监测网络,为太湖水质的持续改善奠定了坚实基础。

    数智化跃迁:AI重构监测范式

    2021年,无锡中心在“太湖藻类分类学基础数据库”基础上联合研发的“藻类人工智能分析仪”通过水利部科技推广中心认定,成为国内首个水利先进实用技术藻类监测设备;2022年获评生态环境监测优秀创新仪器。至2024年,历经4代迭代的“藻类原位多参数智能分析仪”正式投用于太湖藻类高发区,通过显微成像与AI算法融合,将藻类鉴定时间从人工镜检的3小时压缩至10分钟,同步集成pH、浊度等9项水质指标实时分析。这套“水下实验室”推动藻情预警响应迈入分钟级,成为蓝藻防控的智能前哨,目前已在15个省的60余家科研院所、企事业单位开展了应用。中心参与研发的技术获2023年度环境保护科学技术奖二等奖,申报的成果获2024年大禹水利科学技术奖科技进步奖一等奖。

    在数据治理方面,无锡中心实现了从数据生产、管理到应用的全链革新。在数据生产端,“环境遥感综合处理系统”实现了卫星数据接收和批量化处理,效率提升5倍;监测船智慧化改造后,实现水生态数据实时采集;自主研发技术实现了藻毒素、抗生素自动化检测。在数据管理端,实验室信息管理系统(LIMS)串联80%以上分析设备,“国省控水质自动监测站巡查”小程序使防人为干扰巡查效率和准确率提升20%。在数据应用端,自主研发的“智慧化卫星遥感在线平台”深度融合AI技术和大数据分析,可自动化生成多要素高精度时空序列分析图,具备分钟级遥感监测产品生产能力;包括30多种全氟化合物在内的近100种新污染物分析能力为太湖健康监测解码新污染物密码。

    未来图景:从“治水”到“智水”

    继续以科技创新为引领,推动太湖水生态监测迈向更高水平。进一步拓展太湖流域水生态监测网络,监测范围从水质指标延伸至鱼类、鸟类多样性及底泥污染评估,全面迈向“生命共同体”监测。探索监测设备“轻量化”发展,努力实现“监测—分析—决策”全链路实时化。继续优化“智慧化卫星遥感在线平台”辅助数据管理和应用,实现从数据采集到决策支持的无缝衔接。通过大数据分析和AI技术,监测数据将被转化为更具价值的决策依据,为太湖的精准治理提供科学支撑。

    从人工采样到自动化升级,再到数智化跃迁,从“一叶扁舟”到“智慧方舟”,45载风雨,变的是技术手段,不变的是“守住一湖碧水”的初心。从显微镜里的微观世界到卫星俯瞰的宏观图景,从“人海战术”到“AI赋能”,未来,这座“太湖卫士”将继续以智慧之眼守望碧波,让人水和谐的诗意画卷永驻江南。

    来源:中国环境 
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