AI溯源污染、超算云助力环境数据分析……
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生态环境信息化技术的应用，创新了生态环境监管模式、促进了生态环境治理现代化，为深入打好污染防治攻坚战发挥了积极作用。
——章少民生态环境部办公厅督察专员
本报记者李禾
近年来，随着生态环境领域信息化、高效化、智能化水平的不断提高，大数据、云计算、人工智能等互联网技术在生态环境领域的实践应用日益广泛和深入。例如，为精准治理大气，北京通过技术手段，把辖区分成不同网格地块，每个地块上都建有小微监测站，根据实时监测数据的高低，可进行污染源的溯源和重点监管。有了网格，哪里污染数值高了，监管平台就会自动报警，环境执法人员直接上报警点位排查，提高了执法效率。信息化技术的创新和使用，让北京市空气质量全面达标，诞生了被联合国环境署誉为的“北京奇迹”。
北京的大气治理只是利用现代信息技术进行生态环境治理的一个缩影。2月11日召开的2022环境互联网创新大会，就公布了2022智慧环保十佳创新案例。生态环境部办公厅督察专员章少民说，生态环境信息化技术的应用，创新了生态环境监管模式、促进了生态环境治理现代化，为深入打好污染防治攻坚战发挥了积极作用。
AI溯源破解大气污染监测“老大难”
四川省成都市生态环境指挥调度中心一间办公室的墙上有一块电子显示屏，这块显示屏实时更新着成都市各种生态环境数据。这是2022智慧环保十佳创新案例之一——成都市大气污染AI小尺度溯源系统。
在大气污染监测方面，溯源一直是个难题。成都运用该系统，整合大气固定监测站、移动监测站、工地扬尘在线监控等各类监管数据，并结合雷达扫描、遥感、电力报警等科技手段，形成实时多源大数据，再通过大数据和AI算法“以算代测”，自动实现了千米级、小时级的网格化空气污染精准感知。经比对核实，其准确率超过80%，相较于传统网格化硬件铺设，可节省成本约50%。
该系统也显示，基于AI算法自动识别扬尘点位及其类型，现场问题发现率明显高于人工排查。生产就要用电，通过用电数据等，系统能自动判定企业是否存在违规生产、错时开工等行为。相比于“人盯源”，应用AI算法监测污染源能全面提升可同时监控的企业数量和监管效率。目前，“大气污染AI小尺度溯源”平台已覆盖成都市主城区“5+1”区域和二圈层“6+1”区域，管治区域面积达3730平方公里，有助于科学、高效地治理大气环境污染。
成都市生态环境局副局长文雁说，成都还开发了空气质量监测、用电监控等4类业务的异常预警模型，实现了88项指标数据的实时分析和预警，助力生态环境问题“早发现早处置”。
“千里眼”“顺风耳”助力监察工作
重点流域水质是否达标、施工工地是否采取环保措施、企业实时排放是否符合要求……鼠标一点，足不出户，就可看到实时视频、图像和监测数据，了解相关情况。浙江省桐乡市搭建了“智慧环保”平台，编织起全覆盖、全信息、多元化的“天、地、空”立体环境监管网络。
“平台整合了环境监测、项目审批、环境管理、排污许可、综合执法等信息，实现了对水气自动监测站，空气质量网格化监测监控平台及固体废物产生、运输、易倾倒风险点等的数据和视频的综合集成，打造了水气环境质量‘一张图’、污染源分布自动监测‘一张图’、污染源视频监控‘一张图’。”嘉兴市生态环境局桐乡分局局长姚伟平说。
形成“一张图”有什么用？以固体废物为例，只要点击当天申报运送固体废物的某印染公司，平台上就会立刻跳出该公司印染污泥产生量、接收量、运输车辆车牌号码和行驶轨迹，就连运输车驾驶室和运载室的实时画面也能看得一清二楚。固体废物从哪里来、到哪里去，平台都可以进行全过程动态跟踪监控。
“有了这个平台，我们在开展监察工作时就好像有了‘千里眼’‘顺风耳’，可以全天候监控企业污染物排放、治污设施运行情况，监管效率大大提升。”姚伟平表示。
除布局在地面上的监测设施外，在高空还有一双“天眼”——遥感卫星对桐乡进行全域扫描，捕捉污染源头和污染过程，分析污染走势，为精准管控提供科学指导。比如在水环境监测方面，卫星通过遥感技术可对该市全域范围内水质的空间分布及动态情况进行定量分析。“利用遥感数据，可对流域水质变化趋势进行研究和预测。”嘉兴市生态环境局桐乡分局水气管理科科长钟根强说。
“天上看、网上管、地上用”的立体监管体系，将桐乡的生态底色擦得更亮。2022年，桐乡环境空气质量优良率达89.6%，饮用水源地水质达标率100%，跨行政区域河流交接断面水质考核优秀。
形成数据处理的“超级大脑”
利用现代信息技术治理环境，不仅需要有“千里眼”和“顺风耳”，更需要有“超级大脑”处理各类数据。当前，随着生态环境大数据建设的深入推进，各级生态环境部门对高性能计算资源的需求迅速增加，生态环境信息系统迫切需要拓展算力和存储空间。2021年12月，全国第一家国家生态环境监测大数据超算云中心（以下简称超算云中心）在山东省济南市正式运行，为生态环境部和各级生态环境部门提供各类计算资源服务。国家空气质量预报系统、山东省空气质量预报预警系统先后入驻，由此汇聚了国家、省、市生态环境大数据，形成了对这些数据的挖掘和综合应用能力。
依托超算云中心，中国环境监测总站陆续开展了空气质量常规多模式数值预报、15—45天中长期预报和统计预测预报、国家重点区域气象影响模拟评估和区域污染追因及解析等工作。超算云中心还支撑着山东省空气质量预报预警和综合分析等业务系统的运行，服务全省16地市未来24、48小时空气质量指数、空气质量等级、首要污染物等信息预报，红色预警信息发布和省、市、县统一的生态环境分析等业务。
山东省生态环境厅提供的资料显示，过去，环境数据分析多以同比、环比等简单的数理统计方法为主，多种环境要素间的关联分析不够深入，不能很好地满足环境管理需求。超算云中心的大数据综合分析系统，具备典型事件情景构建和模拟分析能力，支持典型事件的复盘与结果评估，可对污染高值实现自动化分析、直观化表达、动态化跟踪、图形化展示，有利于推动环境形势综合分析从经验判断向科学决策转变。
