2025年10月20日,嘉兴大学机械工程学院清源智巡技术团队在太湖水域成功完成“无人机-无人艇协同监测系统”现场测试。这支以无人系统智能监测技术研发为核心的大学生团队,通过自主研发的“空天地水”一体化感知体系,实现了对蓝藻水华的快速识别、精准采样与智能预警,为长三角核心水域生态安全筑牢科技防线。
现线直击:无人机+无人艇织就三维监测网
上午9时,随着团队成员郭怡希的操作指令,搭载高分辨率相机与水面污染识别模型的无人机缓缓升空,仅用2分40秒,系统便自动锁定蓝藻水华区域,生成3处采样点坐标,实时推送至无人艇控制系统。
接到指令后,搭载多参数水质传感器的无人艇随即启航,沿系统规划路径精准驶向采样点,避开浅滩障碍,完成水样采集与pH值、温度、叶绿素浓度等指标检测。不到30分钟,数据已实时回传至指挥后台。中科院太湖湖泊生态研究站研究员韦金权全程参与测试,他表示:“采样点与水华核心区匹配度接近100%,这种‘即扫即定’的精准度,完全契合太湖应急监测的实际需求。”
技术破局:软件定义水监测新时代
“我们没有走依赖高价硬件的老路。”团队负责人李麟说道,传统监测设备单台成本动辄数十万元,而这套系统的核心竞争力全部建立在软件算法上。其核心创新在于“动态路径规划算法”。该系统以无人机识别结果作为触发逻辑,自动生成采样点,再通过改进的A*+DWA算法,使采样路径覆盖率提升至98%,航行效率提高30%。兼顾全局覆盖与局部避障。
此外,系统搭载的“水华预测预警模型”融合实时与历史水文数据,可提前48–72小时预测水华趋势与扩散范围。“过去是水华暴发再治理,投入大、效果差。”韦金权补充道,“去年太湖某区域单次打捞就花了50万元,有了预警系统,治理成本可降低60%以上。”
迭代更新:从“人海战术”走向“智慧决策”
太湖作为长三角重要饮用水源地,其水质安全关乎千家万户。传统监测依赖人工与经验,响应慢、成本高、风险大。而空水协同系统不仅实现全流程无人化作业,更通过数据建模为治理决策提供科学依据。“有了精准预警,我们可以提前调配资源,变被动应对为主动防控。”韦金权坦言,该系统若全面推广,预计每年可为太湖蓝藻治理节省15%的投入。
下一步,团队将与中科院太湖站共建“智慧水域监测实践基地”,针对不同季节的水质特点,持续优化算法模型,推动科研成果在生态治理一线落地生根。这群年轻的科研力量,正用智慧与担当,为守护长三角的“一湖清水”贡献着青春力量,也为全国大水域智慧治理打造了一个可复制、可推广的“浙江样板”。
(赵星辰 陈典)