水是生命之源,是生产之本,也是生态的基础。可是随着社会及工业等的发展和人口的增长,水资源污染日益严重。而水质监测作为水污染控制工作中的基础性工作,采用现代化手段,建设水资源实时监控系统的意义和作用变得更加重要。
如今,人们的环保意识越来越强,政府部门对污染治理的问题也愈加的重视,从河长制的确立到“五水共治”方针的提出,大量的政策资金开始倾斜。然而等到污染发生后再去治理将大大增加治理恢复的难度和成本。环境专家熊鹰由此提出,保护河流水质环境,首要在于预防监测。而现有的水质监测方式都存在着一定的问题,传统监测方法主要依靠人为的采取水样,再由专业分析监测机构或实验室使用大型专业仪器监测分析,存在着监测周期长、实时性差、人力成本高、数据传输反馈慢、监测范围有限等问题,因此创新河道监测技术成为了环保领域亟待解决的发展难题。
熊鹰进入环境领域已十多年。自从业以来,熊鹰就一直活跃在环境监测领域一线,工作时他敏锐地发现了解决河道监测技术发展难题的方法。随着科技的发展,各行各业都在积极引进新技术,为整个行业带来质的飞跃,河道监测行业也不例外,在熊鹰看来,将两者进行科学融合就是解决河道监测技术的关键,为此他凭借着丰富的学识和多年的实践经验开始了深入探索河道监测技术的创新研发。为了尽快研发出新技术,将之投入到河道监测工作中,以解决我国复杂水问题、维护河湖健康生命,他废寝忘食,潜心研究物联网技术在河道监测中的应用,终日沉浸于研发之中。终于在2019年他研发出了极具颠覆性的“基于物联网的河道监测管理系统V1.0”,该系统运用先进的物联网和互网联等相关技术来实现当前水资源的全天候监测,不仅可以提高水质监测的技术水平,还可以对将来水资源检测平台、物联网农业、物联网环保等其他工程的建设提供良好的经验基础。
系统在具备基本的数据监测的功能的前提下,运用 K-means 算法实现对水质监测点的科学优化布置,并基于AlexNet 水质图像分类评价辅助传感器监测的结果。采用物联网水质传感器实时采集水质数据,并运用大数据、云计算、GIS等先进技术及河道水质预警、关联性分析等模 2 型和方法,实现河道水质的数字化、可视化、信息化,更好地服务于城市河道长效治理工作的开展。针对河道监管的各个难点,创新研发了河道立体监测体系,通过低空无人机自动化监测技术,对河道及周边50米范围内区域进行全流域无死角的同步信息快速获取。应用实现对河湖水体的点线面立体巡查,及时、高效、精准把握河湖水质及周边状况,了解河湖水体发展态势,化被动治理为主动监管。通过影像的专业分析,结合同期水质变化动态,实现全流域长期监测,进一步对比河湖周边现状变化和水质变化,准确把握水质背后的问题源头。在提高传统的监测技术和软件管理技术以外,将空间、时间、人为因素嵌入到结果的分析当中,实现更加客观的监测结果,拓展系统开发的思路,由此形成了一个全面化的智能监测平台。
目前,该技术已广泛应用于环境领域,据有效调查分析,系统最快能够每秒钟处理一百万条监控信息,而且每条信息的处理时间仅有千分之一秒。从数据被传感器采集到开始,几分钟内管理中心就能知道该地区水源的详细信息。从而可以及时、动态地掌握水资源信息。将浮标放置在各流域下横泾河河道,并以水质标准测试设备作为对比,连续采集100h数据,数据传输间隔为20min,经测试数据丢失率为0.5%以下,与标准采集设备相比满足误差要求,整个系统运行状况良好,可实现水质自动化监测,达到预期设计要求,具有一定的实际应用价值。
凭借熊鹰在环境领域多年来辛勤的智能化耕耘与创新,河道监测技术终于正轨,迈向新阶段。熊鹰表示,发展永不止步,接下来他将会携手同行,完善河道监测技术,守护美丽河湖。(文/陈元)
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