海康威视双光谱热成像

通过“一束光”，可以实时监测水质？不是科幻，是科技照进现实。
近日，海康威视发布了高光谱水质多参数监测仪。水质监测仪集成了高光谱、人工智能、液位雷达、视频传感等先进技术。，突破了传统水质监测的局限性，实现了高效、实时、连续、无污染的水质监测。可在数秒内采集叶绿素、高锰酸盐指数、透明度等11项关键水质参数。

融合高光谱与AI技术，在数秒内采集11项水质参数“与传统的用化学安全剂监测水质的方式不同，高光谱水质多参数监测仪可以用‘光’实时监测水质。”海康威视相关负责人表示，水质监测是水环境保护的重要前提，是对水质监测行业的技术创新和升级，为水环境保护提供了新思路。
水质可以用“光”实时监测。这是如何实现的？
高光谱技术是目前的前沿技术领域，主要应用于航空航天、卫星遥感等领域。可以分辨肉眼和普通光学技术无法识别的物体，其固有的物理化学安全性。
“不同的水质有不同的光谱特征。通过高光谱技术，水质的光谱特征和水质参数一目了然。”该负责人介绍，高光谱成像可以有效观测水体中叶绿素和悬浮物的分布，从而识别水体富营养化、藻类爆发等水污染中的常见问题。它的优点是能够在大范围内同时监测水质和动态跟踪污染。
海康威视依托AI深厚的技术积累和全光谱感知能力，融合高光谱和人工智能技术，联合权威科研院所和水质实验室，现场采集大量真实水质数据，从而训练人工智能反演算法。最终在产品上实现了复杂天气下叶绿素、高锰酸盐指数、透明度等11项关键水质参数的实时高频监测，秒级采集水质光谱数据。与传统监测相比，采样频率和效率大大提高。
打破传统监测局限，开辟水环境保护新思路
长期以来，水质监测主要通过建设固定或浮动的水质监测站进行现场采样，主要采用化学检测方法。采样数据需要提取到基站或携带到实验室进行检测，存在监测频率低、建设运营成本高、点位少、盲区大、时间/等缺点。
“高光谱技术与人工智能技术的融合，可以打破传统监测方法的局限性，为水质监测和判断河湖水质趋势提供了全新的思路，正在成为水环境保护越来越重要的监测手段。”该负责人表示，一台高光谱水质多参数监测仪相当于以前的很多设备。传统的水质监测需要建设专门的基站。根据不同的水质监测参数，需要购买多台功能单一的监测仪器逐一监测，无法一次输出多个水质参数。建站和设备成本高，还有化学安全剂废弃物的二次污染。
与此同时，更加实时和全球性的水质监测对于水环境管理也是必不可少的。该负责人说，比如在水污染治理中，一条河流违法排放污水，有时需要20分钟才能排完。如果不能在这个时间范围内及时采集数据，或者样品采集点不在流域内，就很难及时发现和追溯水污染事件。
依托海康威视环境智能监测平台，您可以一目了然地看到不同点位的水质监测数据，反映更大范围内的河湖水质分布和变化情况，帮助您快速掌握辖区内整体水环境质量状况和变化趋势，实现水污染事件等异常情况的及时预警、溯源和处置，为水质长效精细化管理提供支撑。
同时，通过多维感知融合，水质监测仪也是一个“多面手”。除了分析水质参数，它还集成了液位雷达和视频感知的能力，可以通过液位雷达观察水位，并观看摄像头传来的现场视频图像，辅助水质监测。如果水质异常，可以综合调查原因。比如液位雷达监测到的水位有突变，也可以通过摄像头找到异常的来源。

攻克诸多技术难关，不断探索全频谱感知能力。此次水质监测仪的推出，是海康威视在全光谱传感能力上的又一次行业领先的技术创新。在产品安全性过程中，为了解决高光谱成像分析材料特性会受到复杂环境影响的问题，如光照、温度、安装位置等环境的变化，可能影响水质参数的准确安全性。海康威视在自动光谱采集技术、高光谱AI算法等方面对系统进行了设计和保障。，并攻克了许多技术难关。
在光照方面，针对光照变化会影响水体光谱反射率实时采集的行业痛点，海康威视率先实现了技术突破。通过采用自主研发的环境光自适应光谱采集技术，借助环境光传感模块实时采集环境光信息，这款水质监测仪具备了对“光”的响应能力。
“光谱采集非常敏感。一天之内，即使天气和光线发生微小变化，也会影响设备的采集和安全。因此，该行业过去需要手动方法来不断校准设备，这既繁琐又耗时。”据该负责人介绍，环境光自适应光谱采集技术的应用，使得水质监测仪不仅避免了传统复杂的人工标定过程，还使产品适应光照、天气等不同的复杂环境，保证了所有水质参数长期连续、稳定、准确的输出。
从地理位置来说，不同水域的水质不同，同样的水域在不同的季节也会有所不同。水质监测仪搭载AI分析系统，面对不同地区不同的水质特性，可以采用相应的人工智能算法模型，并支持算法的远程升级，保证不同地区、不同时区水质采集的安全性，实现按“水”制监测。此外，通过开放平台HEOP，开放硬件能力，支持算法对接，与生态伙伴共同推动水质监测创新。
据该负责人介绍，这款水质监测仪适用于监测湖泊、水库、江河流域、饮用水源等地表水水质。目前，它已在全国许多地方得到应用，有助于保持水环境长期清洁。