城市應用案例

AI 砂源辨識全方位防護河川揚塵

2024-01-31 16:43:32

單位名稱

臺中市政府環境保護局

得獎領域類別

智慧政府/治理

合作單位名稱

台灣曼寧工程顧問股份有限公司、普羅斐科技有限公司、僑光科技大學 8927 AI Lab

應用或服務概述

每年冬季東北季風來臨,臺中地區大安溪、大甲溪流域台1線至出海口間河川揚塵影響甚廣。歷年採用人工巡查、衛星圖資 NDVI 等方式掌握裸露地點, 惟受限礫石、光源及解析度等因素,影像分析無法精準辨識礫石或砂源,後續輔以無人載具空拍,仍需花費人力及時間以人工圈選及計算砂源。為快速有效掌握揚塵潛勢區域,透過團隊發展 AI 智能砂源辨識模組,開發「AI 砂源辨識系統」,建立無人載具資料庫自動標定砂源定位及範圍,快速精準掌握揚塵潛勢區域。
透過「河川揚塵 AI 智慧防護網」啟動防護作為,係利用微型監測儀結合河川揚塵防制或通報設備,如水線系統、水霧、LED 顯示等,當現地微型監測儀測得懸浮微粒濃度達河川揚塵之條件時,立即自動啟動,增加空氣之濕度降低、空氣中懸浮微粒之濃度,減少河川揚塵對於民眾之危害,讓應變作業更智慧化。

試煉場域說明

為了更好掌握河川地貌和確保防塵工程的有效性,需利用衛星圖資及無人機,針對裸露區域進行空拍作業,獲取河川地貌的影像資料。然而,要即時識別出這些影像的地貌特徵,例如:礫石和砂源等相對困難。因此發展 AI 砂源辨識系統,相對於以往繁複
的程序,現在只需要1天即可完成,且本系統是由專業人員選定參考幀作為影片標註依據,能夠精準分析,並同時建構一套裸露地專家決策數據庫。
在預警方面,開發智慧化的資料整合系統,運用臺中市歷年河川揚塵事件日的參數,建構三日預報模組,預測未來3日河川揚塵情況,另配建置「河川揚塵 AI 智慧防護網」,當現場微型監測儀 PM10即時濃度>150μg/m3,就會立即啟動防護設施(空氣清淨機、村里廣播系統、噴霧水幕、LED 跑馬燈等),降低河川揚塵對於民眾之危害。

創新指標

將 AI 導入環境工程,包含:
全自動化:無須人工進行標註,1日即可檢測整年度資料。
自動分析:自動分析各砂源及礫石佔比,並標示於地圖。
自動警示:結合物聯網之應用發展手機 APP、網頁即時查詢及 LINE 自動警示通報功能

未來計畫

未來將能夠更廣泛地應用於各種環境工程項目, 持續朝向全方位智能科技應用,兼顧環境及室內防護設備之智慧功能,使臺中市各項河川揚塵改善之全國首創成功模式複製於全國其他揚塵嚴重之河川流域。