戴上VR眼鏡,瞬間穿越到監測現場——監測點實景一覽無余,數據實時更新。這不是電影中的畫面,而是真實出現在雄安新區生態環境監控中心(下稱“監控中心”)的場景。
自2021年掛牌成立以來,監控中心積極推進環境智慧監測體系建設,建立“天地淀”一體化環境監測網絡,初步建成以白洋淀監測為主的生態監測“一張網”。下面一起去看看這個監控中心有多酷。
5G+VR,第一視角監測水域變化
雄安生態環境監控中心內,工作人員遞給記者一副VR眼鏡。通過VR眼鏡,記者看到端村浮船站旁的水面在微風吹拂下泛起陣陣漣漪,畫面左上角還有pH值、化學需氧量、總磷等水質數據。
VR眼鏡。任靖 攝
“這些數據每20秒更新一次,數據來自白洋淀上空兩架無人機。”現場工作人員告訴記者。這兩架無人機一架搭載高光譜設備,對河流和淀區水質進行掃描反演,獲得水質監測指標信息;另一架搭載VR攝像機和小型空氣監測設備,通過5G網絡實現視頻VR實時回傳。“通過5G+VR的方式能夠以第一人稱視角監控水域變化,實時獲取站點情況,助力應急指揮。”
這是雄安新區“空地淀一體化智慧監測網絡”的重要組成部分,也是國內首次將5G技術全方位應用于生態環境領域——在實時全景的基礎上,基于5G邊緣云技術,疊加AR動態實時環境信息,沉浸式監測環境質量。
同時,監控中心應用5G技術建設生態環境大數據環境監管平臺,實現了5G/VR全景視頻移動監控,構建生態環境立體應急監測體系。
近年來,雄安新區根據白洋淀圩田縱橫、溝壑繁雜的地理特征,充分利用5G、物聯網、大數據等新一代信息技術,建成了3500平方米標準化環境監測實驗室,并建成了6個水質自動監測站、6個浮船站等水質自動監測站點,形成以“無人機+無人船+水質監測車+水質監測船+大氣走航車+遙感+VR”為載體的靈活機動監測模式,基本實現了對白洋淀水質的全域監測能力。
水+指紋,精準錨定污染源
“根據監測到的水紋,可以判定污水來自印染行業。”雄安新區生態環境局副局長吳海梅指著屏幕上的水紋對比圖告訴記者,“這就是‘水質指紋’,它和人的指紋一樣具有獨特性。”
水紋對比圖。圖片來源:雄安新區生態環境監控中心
水紋對比圖源自清華大學開發的在線預警溯源監管系統。系統基于“水質指紋”技術,將指紋識別犯罪嫌疑人的思路引入水環境監管中,利用熒光光譜進行水污染溯源。
不同行業、不同企業排放的廢水在熒光光譜中呈現不同的“水質指紋”,這些“指紋”被上傳到系統數據庫內。基于“水質指紋”技術開發的水污染預警溯源儀能夠實現21分鐘污染早期預警和自動溯源。
在發現水質異常后,溯源儀會發出警報。同時,溯源儀能夠捕獲污水“水質指紋”并與庫中“指紋”進行對比,實現精準溯源。目前這一溯源系統被應用于豐收橋超級監測站。
在問及什么是“超級站”時,吳海梅告訴記者,超級站不同于一般的監測站,它是集水文、水質、溫室氣體、空氣質量和氣象監測于一體的自動監測站。像這樣的監測站在白洋淀還有兩個,一個是王家寨超級站,一個是引黃泵站超級站。
王家寨超級站位于白洋淀湖心區,是國內首次探索建立的多功能綜合監測監控自動站,該站共有設備18臺,能夠實現47項指標參數的常態化監測。引黃泵超級監測站位于入淀口,不僅能監控水質,還能掌握生物量的變化。
雄安新區生態環境監控中心谷雅亭告訴記者,超級站的建立增強了針對重點河流和淀區重點區域的單站監測能力,能夠更全面地反饋入淀和淀區水質。
船+實驗室,水質監測全覆蓋
“在它的幫助下,我們實現了對白洋淀水質監測的全覆蓋。”吳海梅口中的它們,是有雄安監測“小航母”之稱的“雄安監測一號”。
雄安監測一號。圖片來源:雄安新區生態環境監控中心
雄安監測一號是全國首個純鋰電池大型水質監測船,配備水上實驗室和指揮中心。船長20多米,可以在航行中隨時抽水取樣進行總磷、總氮、氨氮、COD等13項指標的檢測分析。船載5G+VR視頻展現監測實景畫面,船上檢測數據與監控中心數據實時共享,真正實現“不在現場,勝似現場。”
“在監測一號的幫助下,檢測效率提高不少。”雄安新區生態環境監控中心工作人員張京表示,“以前采樣至少需要兩艘船,一艘采樣,一艘送樣,不然一圈8小時走下來,水樣檢測結果可能就和剛采的時候不一樣了。”
“之所以稱它為‘航母’,是因為它能同時搭載一臺無人機和兩艘無人船。”吳海梅告訴記者,兩艘小號的無人船負責暗管排查和水質監測,能夠進入大船無法抵達的區域。
無人船負責精細化排查,無人機則能快速進行面源分析。通過搭載的高光譜攝像機,無人機能夠采集水域光譜特征,對光譜進行分析,快速判斷出水質變化情況,對水環境污染物進行無接觸、快速、高精度的識別和監測,協同預警站、溯源站、多功能無人船建立起水質預警機制。
“白洋淀水質從劣Ⅴ類全面提升至好于Ⅲ類的監測結果正是我們監測到的,看到這個結果真的很開心。”吳海梅笑著說,“希望白洋淀未來的水質越來越好。”(見習記者任靖)