美淼核心研发|基于AI视频水质监测分析系统
更新时间:2023-07-08 点击:770

 

 

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目前,我国的水环境质量差,COD排放总量约为2294.6万吨,氨氮排放总量约为238.6万吨,远远超出环境的容量,此外在我国的九个重要海湾中,三分之二的水质为差或者极差。再者,我国水环境隐患多,化工和石化等近80%的项目设在江河沿岸或是人口密集的敏感区域,甚至某些应用水水源保护区仍有违法排污的现象,自1995年以来我国共发生了1.1万起的突发水环境事件,仅2014年就有六十起涉及水污染,因水环境引发的事件成显著上升趋势。

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因此国家将水环境的保护工作作为生态建设的重要内容。明确以大气、水、土壤污染防治为重点,以联合立法、统一规划、统一标准、统一监测、协同治污等十个方面为突破口,联防联控,共同改善区域生态环境质量,水质环保工作成为继大气环境质量后一大难题。

为了进一步推进水污染的防治工作,贯彻党的二十大对生态文明建设做出了部署,习近平总书记对生态文明建设做出了一系列重要指示,强调加强水意识,推进绿色生态的发展,通过水质监测平台,创建以环境监控监测为核心、以环境数据为中心、以环境综合业务应用框架平台为应用的环境监控监测系统。

 

美淼水环境总体监测方案

美淼水质监测系统以水源的视频监控为基础,结合水质监测算法,针对客户需求,建立水质在线监测系统平台,可实时监控水源、大气质量,实现在线查询及统计报表、在线监测自动预警、环保信息综合分析等。提供对所属地区各监测点的实时采集传输,实现在线归集和排名反馈,为客户提供数据分析和决策依据。

1.智能感知层

前端信息采集的基础设施,主要包括水质、水量监控、视频监控、污染源监控等信息采集设备,同时可接入手工监测数据。

2.网络传输层

为前端水质/水量监测数据、视频监控等各种信息提供高速可靠的传输通道,主要依托光纤传输或无线网络。

3.数据服务与应用层

结合数据分析、模型模拟、GIS等技术,与水环境管理相结合,构建数据应用平台,实现数据可视化应用、水质预测预报、污染溯源分析、监控运维管理等功能。

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水环境视频监测方案

通过视频水质监测平台的建设实现对环境视频图像数据资源的有效收集、存储、整合、管理、分析,通过视频图像判断水的污染程度(颜色)、漂浮物和油污监测,同时推动信息资产的管理、共享和利用,提高数据综合分析应用和决策分析支撑能力。

一、图片抓拍系统

接收来自现场的自动抓拍水源图片信息,将图片保存至本地进行存储;

二、图片处理系统

接收图片抓拍系统转发的水源及大气图片,利用水质监测算法,进行分析监测,同时将监测出的结果保存至数据库中。

三、对外服务接口

对接客户的软件平台提供数据访问的接口,可定制化开发。

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网络传输拓扑结构

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边缘计算KZ-SN-SE5硬件参数

 

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水污染视频自动监测

该系统具有非接触式探测的特点,不受空间高度、热障、危险等环境条件的限制,使得该系统为危险以及不方便进入水源地区,传统探测手段失效的特殊场所探测提供了一种有效的解决途径。系统自动分析、识别视频图像内的水质,产生告警信息大大缩短了发现时间。

系统利用计算机视觉、人工智能以及闭路电视监控技术,通过视频图像来分析水体的污染程度、监测水面是否有大面积油污、指定区域内是否有漂浮物等。当有大面积油污或者漂浮物时触发报警。

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图为水质污染、油污、漂浮物报警

 

美淼水环境视频监测方案优势

一、先进物体比对识别技术

物体比对的核心算法支持多状态、不同环境条件下的图像数据,支持多种格式图片的识别比对。支持部分块比对、自动/手工姿态调整、手工定位置,支持单多张图片的复合模板比对等。具备检测功能和矫正功能。

二、图片预处理

当获取图片的来源不同,质量不统一时,不利于业务人员辨别或者机器比对,可以采用一些预处理技术。比如,利用图片增强处理提高其图片质量来适应图片比对的需求,对不同状态的图像进行图像自动增强处理等可提升图像比对速率及正确率。

三、多层结构与分布式计算

采用成熟的多层体系结构,使整个平台具有稳定、安全、可扩充等优点。平台采用分布式比对架构,充分利用硬件资源,并有良好的扩展性。

四、高性能数据建模

采用多机并行、分区段批量建模方式,快速高效;采用先进的特征提取技术,适应多种照片源,入库率不小于99.95%;支持自动建模、手工建模、批量录入、比对时录入等不同的建模方式。

五、快速比对

采用64位平台技术,有效使用大内存,将比对模板全部载入物理内存,减少对数据库或模板文件的访问次数,提高比对速度,缩短平台响应时间。同时,采用分布式比对架构,使系统可以随比对单元的增加,接近线性地提高平台比对性能。系统在I7—4770处理器,16G内存机器下,10万比对时间达到30毫秒,100万比对时间达到78毫秒,比对速度快,速度国内领先。

六、自动数据更新

拥有自动数据导入与自动建模功能,自动进行数据更新,同时可以根据工作需要设定更新时间和更新条件,对多个数据源的更新,及部分数据导入,远程建模。

七、多种比对模式

平台实现同步比对识别、同步比对报警、异步比对识别、异步比对报警等不同的比对模式,并提供围绕相关模式运行的技术实现和保障手段。支持1:N与1:1的不同的比对方式,附加筛选条件后的分类比对,提高比对速度和识别率。可以增加年龄段、性别、地区多种约束条件,可设置比对阈值、组合比对库进行比对。



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