长江科学院空间信息技术应用研究所所长郑学东、长江科学院河流研究所副所长周银军
AI识别河湖库“四乱”问题的准确率波动较大
□记者 宋雨恒
问:目前AI在河湖管理中有哪些应用场景?AI视频监测效果如何?与传统的人工巡查相比,有什么差别?在哪些场景下替代了人工,哪些场景还替代不了?
郑学东:视频AI识别技术目前已深度融入河湖管理的巡查、预警与决策中,实现对非法采砂、违建侵占、违法施工、水面漂浮物及人员越界等问题的自动识别与秒级告警。用好视频AI识别技术,关键在于用好数据、做准识别、做实服务,以智能化引领降本增效。
与传统人工巡查相比,视频AI识别技术在常态化巡检中已有效替代人工采集信息,大幅度降低漏报率和巡查成本。但AI并不能完全取代人力——在复杂险情综合研判、应急处置指挥和柔性执法等场景,仍需依靠人的经验与判断。AI的价值在于让水利工作者从“盯屏幕”的繁杂事务转向“做决策”的核心职责,真正让科技赋能江河湖库管理。
问:目前AI识别河湖库“四乱”问题的准确率如何?提高AI识别准确率难点是什么?
郑学东:目前,受应用场景、技术路线与模型选型等因素影响,AI识别河湖库“四乱”问题的准确率波动较大,整体处于65%—95%。
现阶段AI识别技术大规模落地应用仍面临诸多难点:一是河湖库现场环境复杂,同物异谱、异物同谱、植被遮挡以及水位季节性涨落等现象易造成模型误检与漏检;二是“四乱”目标形态多样、尺度差异大、部分非法行为隐蔽性强,进一步加大了AI的识别难度;三是AI仅可实现对地物目标的感知识别,不具备行为合规性判定能力,需要结合河湖管控边界、项目审批台账等业务资料,才能认定是否属于“四乱”问题;四是“四乱”问题样本分布不均衡、模型跨区域泛化能力有限、数据源受时空条件约束,制约了智能识别技术的高效落地应用。
问:AI能识别水面以上的变化,但河势变化、岸坡变形、泥沙输移等往往藏在水下或需要一个较长的演变周期,对这类变化,AI能帮上什么忙?
周银军:AI视频监测的确无法直接“看见”水下环境,但这恰恰成就了它的独特优势——AI不直接依赖视觉观测,而是通过融合多源观测数据,反演泥沙输移过程与河床演变规律,大幅降低人工解译的工作量。
针对泥沙输移监测,水中的悬浮泥沙会改变水体的颜色与透明度,AI模型可通过分析遥感影像的光谱信息,实现大范围、高频次悬浮泥沙的浓度反演。依托短时连续的水下地形数据,AI能够自动识别并追踪水下推移质颗粒的运动,精准提取推移质输沙率等关键参数。AI还可以根据多年水文与地形数据,训练河床演变预测模型,模拟不同来水来沙条件下河床的调整趋势,预判主流摆动、滩体消长等演变过程。
针对岸坡变形监测,AI可以快速处理实时监测数据。例如崩岸隐蔽性强、突发性高、随机性大,它的发生涉及近岸水沙运动、岸坡表面变形与土体内部性质改变等多种复杂过程。传统的崩岸监测设备存在覆盖面不够、预警不及时、数据不精确等问题,我们在开展长江崩岸治理过程中,研发了“一杆通”式岸坡内部多要素监测设备,可实现对温度、含水率、水平位移、沉降、渗压5种参数的动态感知;监测到的数据经机器学习模型处理后,能够多参数协同预警,实现崩岸险情“抢早、抢小”。

“一杆通”等技术在长江铜陵段示范应用
责任编辑:王瑜
