当机器学会“看水”，环保治理终于脱离了“人海战术”

在南方某河道跨省断面，过去需要水质巡查员划船到河心、放下笨重的转子流速仪、反复测量计算大半天才能得出的流量数据，如今，利用岸边一根白色立杆上“长着”的高清摄像头，每隔5分钟就自动刷新一次流量数据。

大气立体协同管控解决方案 聚光科技供图

　　而远在1000多公里外的浙江杭州滨江区，“AI超脑”平台通过构建一条“会感知、会研判、会追踪、持续学习”的智慧防线，实现了从“人找污染”到“提前预判+快速响应”的技术跃迁。在一次演练中，系统突然报警，一架搭载“光谱鹰眼”的无人机在1分钟内自行起飞，沿着平台自动规划的航线，精准飞到污染核心区。

　　这些场景均指向同一个方向：当人工智能与高端监测仪器深度融合时，环保领域迎来了“智慧感知”。而这背后，是一批中国企业用硬核技术创新与知识产权布局，闯出的一条“智慧环保”之路。

“所见即所测”：

AI视觉破解传统测流难题

　　传统测流方式有多难？在洪水期，水文工作者常常要冒着生命危险下河操作；在偏远山区，一个测点可能需要数名工作人员跋涉数小时；更棘手的是，传统接触式仪器在浊流、急流中极易损坏或失准。而在环保监管领域，由于缺乏实时流量数据，污染物通量核算长期处于“有浓度、无总量”的尴尬境地——这意味着跨区域生态补偿、排污总量管控等关键制度，常常因为“缺一把准秤”而难以真正落地。

　　武汉大水云科技有限公司（下称大水云科技）依托武汉大学产学研平台推出的“武大AiFlow”视觉测流产品，用AI视觉技术填上这个缺口。其核心技术逻辑并不复杂：摄像头拍下水面的变化，AI算法通过分析这些微小运动的时空特征，反推出流速；再结合自主研发的“虚实水尺融合”技术，将图像识别的水位与传统物理水尺相互校准，最终实现“所见即所测”。

“武大AiFlow”视觉测流产品 本报记者 陈景秋 摄

　　“简单来说，就是让机器学会‘看水’。”大水云科技华北区域相关负责人邹志翔打了个比方，“就像人类看河水流速快慢凭经验一样，我们把这个经验变成了算法。”

　　听起来简单，做起来却极难。水面光影变化复杂、雨雪雾天气干扰、夜间光线不足……每一个场景都是算法的“噩梦”。为此，研发团队在全国上千个站点采集了海量的水面影像数据，反复训练、迭代涉水专属大模型。最终，这套系统实现了全量程、全天候的非接触精准监测，经多位院士组成的专家组评定，整体技术达到国际领先水平。

　　技术的突破很快转化为市场的认可。截至目前，围绕相关技术，团队已拥有60余件专利（其中发明专利超30件）、70余项软件著作权，并牵头编制了国内首部《图像识别法河流流量测验规范》。产品入选水利部水利先进实用技术重点推广指导目录以及成熟适用水利科技成果推广清单，落地全国31个省市上千个站点，在南水北调等国家级工程中稳定运行。

　　值得一提的是，这套原本服务于水文水利的技术，在环保领域迅速“出圈”。在广西，生态环境部门将其用于入河排污口监管，形成“预警-取证-溯源-执法”全闭环。在黄河、长江、珠江等跨省界断面上，它可用实时流量数据为跨区域生态补偿提供不可辩驳的计量依据。

“会思考的防线”：

“AI超脑”打破进口依赖

　　如果说“武大AiFlow”解决的是“测得到和测得准”的问题，那么聚光科技（杭州）股份有限公司（下称聚光科技）则是让监测系统“会思考、会行动”。

　　聚光科技人工智能研究院院长程小跃回忆，几年前，当团队开始规划“AI超脑”系统时，一个难题摆在面前：核心传感器和算法模型如何实现自主可控？

　　于是，一场“硬件突围+软件筑垒”的攻坚战悄然启动。在硬件端，以HGA-331高精度温室气体分析仪为例，研发团队用17个月时间，打破了国外对光腔衰荡光谱（CRDS）技术的垄断，实现了核心部件100%自研自产。经中国计量科学研究院测试，其核心性能指标超越国外同类产品。在软件端，聚光科技自主研发了CV类视觉识别算法、仪器专用语音交互算法及生态环境领域大模型，并打造了云边高效协同的算力平台，确保从数据采集到决策输出的全链条自主可控。

　　有了“强四肢”和“自主脑”，聚光科技的“AI超脑”系统开始在真实场景中持续攻坚。在金华义乌“AI+大气超脑”项目中，光量子雷达与无人机、地面监测站组网联动：一次污染物浓度异常发生后，“AI超脑”在数分钟内便自动完成雷达图谱分析、污染源锁定与无人机航线规划等，将传统需要数小时的溯源周期压缩至一刻钟。

　　“传统硬件专利保护的是物理结构、部件连接、工艺方法等具象内容，边界清晰、取证相对容易。但AI智能技术的核心在于算法模型、训练数据、决策逻辑、系统协同等软性资产，保护对象的边界天然模糊，侵权判定也十分困难。”程小跃说，针对这个难题，聚光科技采取了一套多层次、立体化的知识产权保护思路——将AI超脑体系拆解为感知层、算法层、平台层、应用层，对每一层的核心创新进行针对性布局，硬件创新用专利保护，核心算法在申请专利的同时进行软件著作权登记，平台层则“应登尽登”。

　　“简单来说，就是专利覆盖核心算法和系统架构，著作权守护软件代码，商业秘密筑牢数据护城河，矩阵协同放大生态优势。”程小跃说，只有用这套“组合拳”应对AI智能技术保护的复杂性，才能守住核心创新优势。

　　截至目前，聚光科技拥有专利949件，其中发明专利473件，计算机软件著作权登记1351件，获评“国家知识产权优势企业”。不仅如此，该公司还两次主持制定分析仪器领域的IEC国际标准。其中，2024年底发布的《工业水质分析器系统要求——光度法》，是我国水质分析仪器企业参与国际标准制定的重要代表性成果。

　　这一思路，在大水云科技那里也得到了呼应。围绕视觉测流产品，团队不仅布局了大量专利和软件著作权，更通过牵头制定团体标准，将自研技术上升为行业规范，从“技术优势”转化为“规则优势”。

　　当环保治理从“人海战术”转向“数据智能”，当中国企业在高端仪器与核心算法领域实现自主突围，守护绿水青山的方式，正在被重新定义。（本报记者 陈景秋）

来 源：中国知识产权报

原标题：科创加专利双轮驱动——“智慧感知”守护绿水青山