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导读

华东师范大学地理科学学院暨地理信息科学教育部重点实验室李响教授带领的“大数据攻城狮”团队（即“智慧城市与时空大数据实验室”）与 “景遥（上海）信息技术有限公司”合作在上海市测绘院支持下，共同研发成功一套“基于多源遥感技术的水生植物智能监测与报警系统”。目前该系统已在上海市黄浦江和吴淞江等市重点河流部署十余套，数据成功接入上海市智慧城市“一网统管” 数据中心，为上海智慧城市管理和水生植物监测提供了重要的技术支撑。

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背景

近年来，党中央、国务院越来越重视生态环境保护与建设工作，良好的生态环境是实现中华民族永续发展的内在要求，是增进民生福祉的优先领域。在水域生态方面，实现对水生植物，尤其是侵害性水生植物的监控，是确保生态安全的首要工作。以“水葫芦”为例，作为世界十大害草之一，其生长繁殖非常迅速，在我国南方19个省市均有分布，被称为“水上绿魔”。如何实现快速发现、定位、捕捞水葫芦，是对其实现综合治理的关键。传统人工巡查方法效率低、覆盖面有限，难以满足实际要求。为此，研发团队结合生态遥感和地理信息科学的专业背景，研发了一套基于地基遥感的监测与预警系统，其在河道关键节点，布设包含可见光、多光谱、激光等多种传感器的自动监测设备，该设备全天候实时上传采集到的数据至远程服务器，利用以深度学习为主的一套智能数据处理及分析方法，实现针对水葫芦等水生植物生长状态的快速发现、定位及预警。

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硬件设施

景遥（上海）信息技术有限公司完成了系统的硬件研发和组装工作，包含高分辨率（1200万像素）的单镜头组合型多光谱相机、主动激光传感器、5G实时通信模块、数据存储云服务器等。

                                                                                                 图1. 实际安装的监测设备

                                                                                                 图2. 激光、多光谱和视频传感器

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软件研发

李响团队基于自主知识产权的XGIS底层框架产品，完成了软件部分的研发，包括监测数据实时同步下载、基于深度学习的智能视频分析、报警数据管理、分析结果可视化等功能。

                                                                  

图3. 软件系统主界面

图4. 多光谱数据

                                                                  

图5. 激光点云数据

                                                                       

图6. 智能分析结果

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阶段性成果及未来规划
上海地区安装的十余套系统运行良好，基于此系统已申请获批多项软件著作权及发明专利。研发团队正在不断深化产品功能，如基于河道拓扑网络，优化监控设备的空间配置，实现水生植物分布的分析及预测等。同时，团队也在进一步拓展系统应用范围、应用领域及应用类型，为健全国家生态环境保护体系做出贡献。