當機器學會“看水”，環保治理終于脫離了“人海戰術”

在南方某河道跨省斷面，過去需要水質巡查員劃船到河心、放下笨重的轉子流速儀、反復測量計算大半天才能得出的流量數據，如今，利用岸邊一根白色立桿上“長著”的高清攝像頭，每隔5分鐘就自動刷新一次流量數據。

大氣立體協同管控解決方案 聚光科技供圖

　　而遠在1000多公里外的浙江杭州濱江區，“AI超腦”平臺通過構建一條“會感知、會研判、會追蹤、持續學習”的智慧防線，實現了從“人找污染”到“提前預判+快速響應”的技術躍遷。在一次演練中，系統突然報警，一架搭載“光譜鷹眼”的無人機在1分鐘內自行起飛，沿著平臺自動規劃的航線，精準飛到污染核心區。

　　這些場景均指向同一個方向：當人工智能與高端監測儀器深度融合時，環保領域迎來了“智慧感知”。而這背后，是一批中國企業用硬核技術創新與知識產權布局，闖出的一條“智慧環保”之路。

“所見即所測”：

AI視覺破解傳統測流難題

　　傳統測流方式有多難？在洪水期，水文工作者常常要冒著生命危險下河操作；在偏遠山區，一個測點可能需要數名工作人員跋涉數小時；更棘手的是，傳統接觸式儀器在濁流、急流中極易損壞或失準。而在環保監管領域，由于缺乏實時流量數據，污染物通量核算長期處于“有濃度、無總量”的尷尬境地——這意味著跨區域生態補償、排污總量管控等關鍵制度，常常因為“缺一把準秤”而難以真正落地。

　　武漢大水云科技有限公司（下稱大水云科技）依托武漢大學產學研平臺推出的“武大AiFlow”視覺測流產品，用AI視覺技術填上這個缺口。其核心技術邏輯并不復雜：攝像頭拍下水面的變化，AI算法通過分析這些微小運動的時空特征，反推出流速；再結合自主研發的“虛實水尺融合”技術，將圖像識別的水位與傳統物理水尺相互校準，最終實現“所見即所測”。

“武大AiFlow”視覺測流產品 本報記者 陳景秋 攝

　　“簡單來說，就是讓機器學會‘看水’。”大水云科技華北區域相關負責人鄒志翔打了個比方，“就像人類看河水流速快慢憑經驗一樣，我們把這個經驗變成了算法。”

　　聽起來簡單，做起來卻極難。水面光影變化復雜、雨雪霧天氣干擾、夜間光線不足……每一個場景都是算法的“噩夢”。為此，研發團隊在全國上千個站點采集了海量的水面影像數據，反復訓練、迭代涉水專屬大模型。最終，這套系統實現了全量程、全天候的非接觸精準監測，經多位院士組成的專家組評定，整體技術達到國際領先水平。

　　技術的突破很快轉化為市場的認可。截至目前，圍繞相關技術，團隊已擁有60余件專利（其中發明專利超30件）、70余項軟件著作權，并牽頭編制了國內首部《圖像識別法河流流量測驗規范》。產品入選水利部水利先進實用技術重點推廣指導目錄以及成熟適用水利科技成果推廣清單，落地全國31個省市上千個站點，在南水北調等國家級工程中穩定運行。

　　值得一提的是，這套原本服務于水文水利的技術，在環保領域迅速“出圈”。在廣西，生態環境部門將其用于入河排污口監管，形成“預警-取證-溯源-執法”全閉環。在黃河、長江、珠江等跨省界斷面上，它可用實時流量數據為跨區域生態補償提供不可辯駁的計量依據。

“會思考的防線”：

“AI超腦”打破進口依賴

　　如果說“武大AiFlow”解決的是“測得到和測得準”的問題，那么聚光科技（杭州）股份有限公司（下稱聚光科技）則是讓監測系統“會思考、會行動”。

　　聚光科技人工智能研究院院長程小躍回憶，幾年前，當團隊開始規劃“AI超腦”系統時，一個難題擺在面前：核心傳感器和算法模型如何實現自主可控？

　　于是，一場“硬件突圍+軟件筑壘”的攻堅戰悄然啟動。在硬件端，以HGA-331高精度溫室氣體分析儀為例，研發團隊用17個月時間，打破了國外對光腔衰蕩光譜（CRDS）技術的壟斷，實現了核心部件100%自研自產。經中國計量科學研究院測試，其核心性能指標超越國外同類產品。在軟件端，聚光科技自主研發了CV類視覺識別算法、儀器專用語音交互算法及生態環境領域大模型，并打造了云邊高效協同的算力平臺，確保從數據采集到決策輸出的全鏈條自主可控。

　　有了“強四肢”和“自主腦”，聚光科技的“AI超腦”系統開始在真實場景中持續攻堅。在金華義烏“AI+大氣超腦”項目中，光量子雷達與無人機、地面監測站組網聯動：一次污染物濃度異常發生后，“AI超腦”在數分鐘內便自動完成雷達圖譜分析、污染源鎖定與無人機航線規劃等，將傳統需要數小時的溯源周期壓縮至一刻鐘。

　　“傳統硬件專利保護的是物理結構、部件連接、工藝方法等具象內容，邊界清晰、取證相對容易。但AI智能技術的核心在于算法模型、訓練數據、決策邏輯、系統協同等軟性資產，保護對象的邊界天然模糊，侵權判定也十分困難。”程小躍說，針對這個難題，聚光科技采取了一套多層次、立體化的知識產權保護思路——將AI超腦體系拆解為感知層、算法層、平臺層、應用層，對每一層的核心創新進行針對性布局，硬件創新用專利保護，核心算法在申請專利的同時進行軟件著作權登記，平臺層則“應登盡登”。

　　“簡單來說，就是專利覆蓋核心算法和系統架構，著作權守護軟件代碼，商業秘密筑牢數據護城河，矩陣協同放大生態優勢。”程小躍說，只有用這套“組合拳”應對AI智能技術保護的復雜性，才能守住核心創新優勢。

　　截至目前，聚光科技擁有專利949件，其中發明專利473件，計算機軟件著作權登記1351件，獲評“國家知識產權優勢企業”。不僅如此，該公司還兩次主持制定分析儀器領域的IEC國際標準。其中，2024年底發布的《工業水質分析器系統要求——光度法》，是我國水質分析儀器企業參與國際標準制定的重要代表性成果。

　　這一思路，在大水云科技那里也得到了呼應。圍繞視覺測流產品，團隊不僅布局了大量專利和軟件著作權，更通過牽頭制定團體標準，將自研技術上升為行業規范，從“技術優勢”轉化為“規則優勢”。

　　當環保治理從“人海戰術”轉向“數據智能”，當中國企業在高端儀器與核心算法領域實現自主突圍，守護綠水青山的方式，正在被重新定義。（本報記者 陳景秋）

來 源：中國知識產權報

原標題：科創加專利雙輪驅動——“智慧感知”守護綠水青山