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大數據煉就精準治污“神兵利器”

發布時間:2020-09-17 17:02:57
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水環境大數據系統

手機APP定位入河排污口

生態環境大數據應用演示

隨著大數據時代來臨,數據與信息的傳統處理方式發生改變的同時,也為生態環境的精細管理和精準治理帶來前所未有的機遇。

近年來,隨著“智慧環保”建設的推進,逐步將生態環境事業推向了新高度,促使環境監管更加精細化、污染治理更加精準化、環境決策更加智慧化。在此背景下,我市生態環境大數據平臺應運而生——

誕生之初

更新理念更高起點

重慶市生態環境大數據平臺的誕生,秉承了生態環境部門一貫的“高標準”,其頂層設計理念除了貫徹國家和市政府關于大數據智能化、智慧城市的要求,加快推進生態環境治理能力現代化建設和區域生態環境治理體系建設之外,還包含了梳理現有“煙囪式”的信息化系統,理清生態環境大數據業務、數據關系,以及利用先進技術感知數據、挖掘數據潛在價值,提高生態環境智能調度、科學指揮、精準研判和高效監管能力,全面提升生態環境管理的智能化水平等理念,可謂在設計之初就“雄心勃勃”。

市生態環境局相關負責人介紹,在對現有信息化建設“1+5+N”(一個大數據平臺、五類綜合環境要素、多個專項業務系統)架構進行繼承的基礎上,重慶市生態環境大數據平臺按照“一平臺、兩體系、三中心”的總體架構進行設計。

發展到今天,平臺已基本形成一次采集、集成融合、數據共享、分析應用和服務開放的工作格局,建立起動態分析、污染溯源、科學研判和精準施策的生態環境治理體系,很好地契合了當初的設計理念。

智能感知

蛛絲馬跡盡在掌握

“高大上”的大數據平臺,具體要如何應用?

重慶市生態環境大數據應用中心綜合室主任張艷軍表示,該平臺的主要任務之一,就是通過強化感知技術應用能力和提高數據感知獲取能力,夯實大數據發展基礎。

5G、人工智能、邊緣計算,這些都是我市當下重點布局的新型網絡和智能計算基礎設施,推動其在生態環境領域的落地應用,也就成了生態環境大數據平臺的“使命”之一。

“我們利用走航監測、遙測、遙感、無人機、智能機器人等手段強化污染排放和環境風險監測,實現點源、面源、移動源的實時動態監測及智能分析。”張艷軍介紹道,此舉的目的就是筑牢生態環境數據“聚通用”能力基礎,進一步加密、優化傳統環境監測點位,通過外部數據交換、社會數據共享、市場化數據合作、互聯網數據抓取等方式,全方位多途徑獲取生態環境數據。

全能體系

污染信息一網打盡

數據的采集、傳輸、處理、應用、共享、開放是一個完整的鏈條,對這個過程進行全面規劃,從而實現數據從匯聚到服務的全過程管理,逐步形成層次清晰、科學完善的數據資源體系,是重慶市生態環境大數據平臺的又一項任務。

“以重慶市入河排污口‘一張圖’管理系統為例,這套系統以可視化技術為基礎,開發了綜合查詢、統計匯總、關聯分析等功能,全面展示全市長江、嘉陵江和烏江入河排污口‘查、測、溯、治’管理畫像,通過信息系統平臺的建設,可以降低基層人員現場檢查的頻次,提高入河排污口監管的工作效率。”張艷軍說。

通過展示可以看到,在渝北和兩江新區試點入河排污口現場調查中,無人機航測、管道機器人和無人監測船等高科技輪番上陣,將入河排污口的基本信息、快檢采樣數據、標識牌和整治方案等信息悉數采集;在洛磧鎮洛磧碼頭雨洪排口,“三維+無人機傾斜射影”可視化技術融合VR場景,實現了全視角的排污口畫像飛行瀏覽,使得污水溯源、排污去向以及更多污染源檔案信息一覽無余。

一專多能

不止感知一域,不只服務一城

大數據平臺的“百寶囊”里,還包括了提高協同支撐、深化大數據創新應用的功能。

張艷軍介紹,通過構建分析應用模型,深挖生態環境大數據潛在價值,能夠探索不同場景下的大數據分析應用,全面提升生態環境預測研判能力。而建設多個場景下的綜合應用服務和綜合監管APP,能夠起到輔助智能調度、科學指揮、精準研判和高效監管的作用,加快建設國家—市—區縣—企業四級互聯互通、業務協同、信息共享的生態環境管理大系統,最終實現大數據應用業務全覆蓋,全面提高業務精準監管能力。

最終,通過成立區域大數據創新示范中心、加強成渝地區雙城經濟圈大數據協同、加強長江經濟帶大數據協作和加強區縣大數據協作協同等后續動作,大數據平臺能夠加強與周邊地區自然生態數據共享和業務協同,更好地構建“天—空—地一體化”生態保護監管體系,服務成渝地區雙城經濟圈重大國家戰略,共同筑牢長江上游重要生態屏障。

數據治水

明察秋毫“千里眼”

被賦予了如此“重任”的大數據平臺,在具體領域是如何施展拳腳的?首先是水污染防治領域,大數據平臺起到了如同“千里眼”一般的作用。

重慶市生態環境局水生態環境處高軍介紹,水環境大數據系統按照“目標—現狀—問題—措施”閉環管理思路,面向宏觀決策層、處室管理層、區縣執行層三類用戶,建成了指揮調度大屏端、日常管理電腦端、巡查管理移動端三大應用,全程提供數據服務、分析服務和智能服務三類服務,全面支撐環境形勢綜合研判、事中事后環境監管、重點工作會商研究、日常移動巡查等工作。

按照科學治污、精準治污的要求,我市生態環境部門利用大數據平臺,對包含國控以及重要市控的81個斷面周邊1—3公里實施了重點流域視頻監控,運用AI圖像識別技術,自動分析、自動預警,自動識別可疑污染,生成排污口、漂浮物、沿江垃圾堆放等問題清單,實時推送短信預警,根據問題清單向區縣派發任務進行跟蹤監管,極大地提升了重點流域環境治理效率。

“今年9月9日,我們通過大數據系統分析,在線監控到奉節白帝城水域附近存在大量漂浮物。當即通過視頻系統現場督辦,對該處水域進行了實時的清理和處置。”高軍說,“區縣在處理水污染問題時,會通過系統將處理結果進行反饋,我們再來對反饋的情況進行核實。比如針對流域漂浮物的問題,我們可以通過照片和視頻來形成問題清單,對區縣下達期限整改的要求。區縣也可以拍攝清漂前后的對比照片和視頻,來佐證整改的完成情況。”

“除了定點的視頻監控之外,我們也會運用無人機航測技術開展沿江問題巡查,采集重點流域沿河1公里的正攝影像和VR全景影像,以此來識別是沿河排污口排污,還是垃圾、漂浮物等污染問題,并針對智能監管發現的問題開展跟蹤管理。”高軍說。

除了用于日常監管,在環境應急方面,大數據平臺監測系統也能派上大用場。

高軍舉了個例子:“比如一艘船舶在上游傾覆了,平臺可以通過信息采集和監測布控,及時了解現場情況以及預判影響程度,為下一步應急響應提供技術支撐。”

有了AI自動識別功能的視頻監控系統,同之前相比有何不同?主要是在實時性、可視化、監控范圍得到重大突破,大大提高了工作效率和質量。

高軍又舉了個例子:“對于漂浮物,按照以前的傳統方法,我們只能靠人力,通過乘坐船只人工巡河之類的方式,對周邊的區域環境進行巡查,發現問題的難度大、時間長。現在通過大數據系統的電子‘千里眼’進行了圖像識別之后,不僅能夠實時地發現問題,還能自動對問題進行通報,將過去可能要1周才能完成的工作縮短到現在1天就能夠處理好。除了提升時效,更重要的是逐步形成了從以人防為主向以技防為主的轉變,極大地增強了管水治水的能力。”

據了解,我市生態環境部門通過建立水質監測自動站,將重點流域水質監測頻次由原來的1個月1次提升至現在的每4小時1次,還具有大數據分析水質變化趨勢和超標風險的能力,研發出碧水日歷、時序分析、超標分析、河段貢獻、水質評估、水質預測、自動發送預警短信等功能。

目前,該系統已形成流域水環境管理的多維度數據畫像,可向市、區生態環境局和市級各部門提供水環境、水資源、水污染、水空間、水監管等多項數據服務。今年1月—8月,系統共向市、區縣水環境管理人員發送預警短信7090條,生成《水環境每日簡況》126份,支撐起我市水環境形勢時分析、日分析、周評判、月調度的工作機制。

數據治氣

通天徹地“乾坤鏡”

坐在大數據平臺的電腦終端前,重慶市生態環境大數據應用中心副主任劉海涵輕點鼠標,展示了大氣環境大數據系統的“神通”。

通過微型監測站和視頻監控,加上現場走航車回傳的信息,大數據分析將所有的污染源數據進行匯總,再結合風速風向等氣象數據,在屏幕上形成了污染特征雷達圖,然后根據污染特征,自動鎖定了符合特征的污染源。這一系列程序自動運行,極短的時間內就可完成。

“放在過去,從發現空氣質量超標,到找出污染源頭,我們可能要挨家挨戶巡查1000家企業,最后才能把污染源鎖定在其中的10家左右,然后再進行定點巡查,這個過程可能要花費1至2天時間。現在有了大數據系統,一旦污染超標,1至2個小時就能發現污染源,極大地提高了處置效率。”劉海涵說。

在實現精準溯源的同時,大氣環境大數據系統還可以預測未來7天的污染走勢情況,對可能會發生超標的情況提前下達污染防治措施。

“今年我們接入了中心城區和4個傳輸通道區的大氣網格化微站監測數據,這是除了國控和市控站點外的加密站點,這樣不僅可以了解國控、市控站點環境質量狀況,還可以了解重點區域,比如工業園區的大氣環境質量情況和變化趨勢。藉此針對不同企業的不同情況采取相應的治理措施,比如對能源類企業采取錯峰生產等。”劉海涵說。

據了解,目前我市大氣環境大數據系統全面匯聚全市73個國市控空氣自動監測站點實時監測數據、600余個大氣網格化微站實時監測數據、近5萬家涉氣污染源數據、重點區域與道路實時視頻和問題識別數據,以及國家和我市“藍天保衛戰”工作進展及目標考核數據,初步形成了“空氣質量—污染源管理—預警應急—指揮調度—考核評估”響應模式,實現了6000余萬條數據動態管控,對于大氣環境治理過程中尋找問題差距、研判達標形勢、倒逼目標管理,起到了不可替代的作用。

制勝法寶

55個業務應用、2.3億條數據

如今,通過視頻監控、無人機航飛、遙感解譯、AI圖像分析、機器學習等技術,生態環境部門手中掌握了可供開展關聯分析和綜合研判 的海量數據,初步形成了“早發現、早溯源、早預警、早處置”的工作模式,擁有了“用2.3億條數據為流域畫像”的能力,建立了一整套動態分析、污染溯源、科學研判和精準施策的生態環境治理體系。

目前,重慶市生態環境大數據平臺已經囊括了55個業務應用,按環境要素分為大氣、水、自然、生態、噪聲等,除了固廢業務系統,已經全部上線運行。今年信息智慧城市運營中心已經接入水和氣的系統上線運行。

下一步,重慶市生態環境大數據平臺將突出重點,服務管理,繼續為重慶打贏打好污染防治攻堅戰、筑牢長江上游重要生態屏障提供技術服務支撐。預計到2022年,重慶市生態環境大數據特色應用將取得突破并初步發揮成效,推動我市生態環境信息化水平進入國內一流行列。

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