清晨,伴隨著潮水逐漸退去,茅尾海的紅樹林慢慢浮出海面,一臺無人機正從茅尾海立體智能綜合監測基地的機巢中緩緩升起,不一會兒的工夫便飛到平陸運河(欽江)入海段——茅尾海區域紅樹林進行自主巡航監測監控,并將監測數據和畫面實時傳回數智監控中心……
無人機對平陸運河(欽江)入海段--茅尾海區域紅樹林進行自主巡航監測監控
近年來,廣西壯族自治區海洋環境監測中心站(以下簡稱“廣西海洋站”)緊跟黨中央和生態環境部的決策部署,在廣西壯族自治區生態環境廳的組織和國家海洋環境監測中心的指導下,積極探索天空地海一體化監測和數智化轉型,以“人工智能+”破除海洋生態環境監測壁壘,為廣西近岸海域污染防治決策、建立陸海協同的污染聯防聯控機制提供強有力的科技支撐,奮力譜寫中國式現代化廣西新篇章。
構建廣西近岸海域水質自動監測網絡,提升預警預報精準力
長久以來,海洋監測工作受天氣影響非常大,傳統的手工監測布設點位少、采樣頻次低,難以高效支撐近岸海域的環境保護工作。在《廣西北部灣經濟區發展規劃》實施背景下,廣西海洋站于2008—2010年在重點海域、敏感區域投放16個海水自動監測站,構建起當時全國生態環境系統覆蓋范圍最廣、規模最大的海水自動監測網絡。2016年,廣西建設完成北部灣陸海統籌環境監控預警系統,此后不斷升級改造海水自動監測設備,監測指標由8項參數拓展至14項,可對廣西近岸海域進行全天候實時監控和預警預報,為近岸海域污染事故應急處置、環境污染防治管理和赤潮防災減災工作提供了技術支撐。
在廣西近岸海域投放海水自動監測站
推進天空地海一體化監測,服務生態環境精準治理
針對立體智能監測中的關鍵性問題,廣西海洋站集中力量潛心鉆研天基、空基、地基和海基四基融合一體化的海洋環境智能監測和技術攻關,組織科研團隊主持開展了《空天地立體協同的北部灣水產養殖面源污染智能監測與解析技術示范研究》《天空地海一體化海洋環境智能監測關鍵技術與應用》《北部灣海洋環境污染立體感知與預警模擬研究及示范應用》等多個重點研發項目,通過構建水質參數反演模型、研制智能化監測設備、創新監測手段等方式,解決了智能監測中的關鍵性問題,有效推動了生態環境監測自動化、立體化、數字化和智能化技術發展。牽頭完成的《天空地海一體化海洋環境智能監測關鍵技術與應用》榮獲中華環保聯合科技進步獎一等獎。
同時,通過遙感技術,利用高分辨率衛星、低空無人機、地面監測的多源、多尺度遙感立體化協同監測技術,開展立體、智能化的生態環境分析、陸海多要素污染成因追蹤溯源、典型水產養殖區和紅樹林面積提取等,實現對北部灣近岸海域全方位、多尺度、高精準的監測,建立“監測-溯源-預警-治理”的全鏈條管理模式,推動精準防污、治污。通過將衛星和無人機遙感廣泛應用于廣西海洋生態環境監測中,切實解決了傳統監測的短板,提升了海洋環境智能監測水平,依托海水自動監測站、遙感技術,廣西海洋站初步建成了天空地海一體化監測網絡。
利用衛星遙感技術對鐵山港進行監測
加快海洋監測數智化轉型升級,賦能海洋生態環境高水平保護
為有效發掘利用自動監測數據,加快數智化轉型,廣西海洋站通過大數據、人工智能等技術,積極開展近岸海域水質預報預警技術研發。先后主持開展了《北部灣陸海統籌環境監控預警與污染治理技術研發及示范》《典型河口海灣生態環境評估體系與水質實時預報關鍵技術研究》《廣西近岸海域赤潮的自動在線監測及預警模式研究》《廣西近岸海域生態環境在線監測預報體系研發與平臺建設》等省級科技項目,并基于廣西近岸海域水質自動監控預警系統,2024年進一步優化水質預報平臺,在國內海洋生態環境領域首次實現了未來7天的海水水質自動預報和智能預警。同時,牽頭完成的《近岸海域水質自動監測成套技術研發及應用》榮獲中國環境保護產業協會2024年度環境技術進步獎二等獎。
優化水質預報平臺并在國內海洋生態環境領域首次實現未來7天的海水水質自動預報和智能預警
2025年,廣西海洋站在平陸運河入海口成功建成茅尾海立體智能綜合監測基地,開創國內首個在同一個站點實現天空地海一體化監測的樣板。該基地集水質智慧監測預警和評估、紅樹林及其生境自動觀測、海洋垃圾自動監測、池塘養殖排污監控、入海河流通量監測、濱海濕地鳥類監測等六大功能為一體,不僅可以實現智能無人機基站、塔式高光譜、岸基水質自動站和海上浮標等多手段對平陸運河入海口茅尾海的生物生態、環境質量及人為活動影響等進行全方位、多要素、持續性的在線自動觀測和監控,還能及時反饋污染防治和生態保護工作措施的成效,助力平陸運河綠色工程建設。
建成茅尾海立體智能綜合監測基地并投入運行
完善北部灣天空地海智慧監測與預警體系,筑牢生態安全智能防護網
依托茅尾海立體智能綜合監測基地和廣西近岸海域自動監測網絡,廣西海洋站創建了北部灣生態環境天空地海一體化智能監測與預警預報平臺,建立了監測數據采集、傳輸、處理、分析及應用的智能化全鏈條流程。通過在線水質、預警預報、應急監測、一張圖集成展示等功能模塊,實現數據智能審核、智能質控、智能分析和應急監測指揮調度,及時了解近岸海域水質、入海河流和入海污染源的實時動態,并運用人工智能模型和多類圖表工具進一步深化多源數據的深度融合,預測未來水質狀況,突出預警分級,為開展陸海統籌生態環境治理、平陸運河綠色工程建設和污染事故應急指揮提供有力的技術支撐。
北部灣生態環境天空地海一體化智能監測與預警預報系統
同時,依托廣西生態云平臺、北部灣空天地海一體化生態環境智能監測預警系統等載體,全面整合廣西近岸海域多源數據資源,包括入海河流與污染源在線監測數據、海洋潮汐氣象實時觀測數據、海洋保護區動態監管數據,以及海水環境質量人工監測數據,構建多維度、高精度的陸海統籌多源數據庫,為大數據挖掘與人工智能模型訓練提供標準化數據支撐。此外,還研發上線了應急監測系統,實現突發環境事件接警信息登記、監測方案快速編制、任務分配、采樣關鍵信息及分析數據實時上傳、報告一鍵生成等監測調度一條龍,凝練應急監測流程,高效支撐應急監測開展,提升了海洋生態環境風險聯防聯控能力。
未來,廣西海洋站將繼續以科技創新為驅動,構建陸海統籌、天地一體、上下協同、信息共享的生態環境監測網絡,打造生態環境天空地海一體化監測與數智化的樣板,保障高質量監測數據,強化高水平支撐能力,全面提升海洋生態環境監測效能,為北部灣生態資源的有效保護,以及美麗廣西建設和向海經濟高質量發展提供科技支撐。
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