基于5G与AI的生态环境监测网络平台探讨

摘要：基于先进的5G通信技术与人工智能（AI）技术建设的生态环境监测网络平台，以其高效的传输速度、强大的数据处理能力和智能化分析功能，正迅速成为生态环境保护领域的新星，能够实时收集、传输和分析大量的生态环境数据，为环境监测和管理提供科学、准确的决策支持。基于这一研究背景，本文采取了系统性的研究方法，首先对生态环境监测网络建设需求进行了全面梳理，接着基于5G与AI的生态环境监测网络平台展开探讨，揭示了这两项技术在提升监测能力、优化监测流程方面的关键价值。

关键词：5G；AI；生态环境监测；网络平台

引言

借助5G技术的快速传输能力和AI的智能分析能力，构建一个高效、稳定的生态环境监测信息网络，实现各级各类监测信息和数据资源的无缝对接与实时共享，打破信息孤岛，提高数据利用效率。通过差异化的布局，针对不同区域、不同环境要素和污染源的特点，制定个性化的监测方案，实现环境要素和污染源的全面智能感知与实时监控，有助于更加精准地掌握生态环境状况，可以更加准确地预测环境变化趋势，为生态环境保护和治理提供有力支持。

一、生态环境监测网络建设需求

1、5G技术应用

5G技术以其传输速度快、低延迟的显著特点，当与前沿的信息技术手段相结合时，能够发挥出巨大的潜力。通过5G网络，可以实现远程操控的精确性和实时性，使得各种监测器和传感器能够即时响应，从而大幅提升工作效率[1]。此外，5G技术还能够对供应链进行实时监控，确保供应链管理的透明度和效率，及时发现并解决问题。同时，5G的高效通信能力使得与外部系统的数据交换变得更加迅速和可靠，这对于环境监测与管理的实时性至关重要。

5G技术与物联网、区块链、大数据等前沿技术紧密结合，共同构建起一个高效、智能的信息交互体系，通过这一体系，不仅能够快速传输监测数据、监测点位信息以及污染位置的图片，便于对污染源进行精准溯源，而且还能提供丰富的共享数据资源。借助先进的传感器和数据处理系统，无人机能够精确捕捉到空气、水质、土壤等多种环境因素的变化情况，为环境保护和灾害预警提供及时、准确的数据支持，大大提高了环境监测的效率和质量，为我国生态文明建设提供了强有力的技术保障。此外，在执行传感数据收集任务时，无人机在飞越这些难以布设网络的区域时，可以与地面部署的传感器节点进行无线通信交互，实时传输收集到的数据，适用于那些布网困难、地形复杂、人员难以到达的区域，不仅提高了数据采集的效率和安全性，还大大降低了作业难度和成本。

2、AI技术应用

首先，在大数据分析领域，AI将能够快速、准确地处理和分析海量数据，为各行各业提供精准的决策支持。在5G新基建的助力下，数据传输速度和容量的大幅提升，使得AI能够处理的数据量级和复杂度远远超过以往。其次，在智能预报方面，AI将结合5G新基建的高速度、低延迟特性，实现对各类事件、灾害的实时监测和预警。例如，在自然灾害预警、金融市场风险防控等方面，AI能够及时预测并发布预警信息，为政府和相关部门提供决策依据。最后，在智能处理方面，AI将在5G新基建的基础上，实现对复杂问题的自动识别、诊断和解决方案的提供。

二、基于5G与AI的生态环境监测网络平台探讨

1、 5G技术支持下的污染物实时监控技术

在5G通信技术推动下，所建立的网络体系结构成功整合了NB-IoT的低能耗优势与5G网络的超高速传输能力。借助尖端的第五代无线通信手段，成功搭建起一座环境监测网络平台，借助5G网络低延迟的优势，达成将即时捕捉的周遭资讯与影像资料疾速传输至数据监控处理总站[2]。通过视频分析技术，精确地对污染事件、场景及具体地点进行识别和预警。在此过程中，各式监测信息得以迅速送达到职工的移动装置，确保了针对污染问题的迅速交流与决策制定。

2、基于AI技术的监控视频检测识别技术

利用AI技术的深度学习功能，可以对历史监测数据进行详细分析，从而在短时间内追溯污染源，为环境治理提供科学依据，不仅提高了监测效率，还有助于及时发现和解决环境污染问题，保护生态环境。另外，还可以充分利用人工智能技术，对无人机、无人船等设备的巡查巡航路线进行精细化规划。通过分析大量的历史数据和实时信息，AI技术能够智能地调整和优化巡查巡航路线，确保生态环境监测工作更加具有针对性、计划性和目的性。

3、基于AI技术的污染物浓度变化预测预报技术

利用前沿的人工智能技术，例如CNN-LSTM融合架构，并整合强化学习等高效策略，使得生态环境监测网络平台能够针对监控区域内的历史信息进行彻底的信息梳理与展望发展动向的趋势预判。该平台通过对污染物的过往记录进行搜集整合、整理归类及细致钻研，能够跨越多个时间层面，对将来污染物浓度水平的演变进行预测。该系统进一步整合了监控范围以及邻近地带的气象信息与各方情报资讯，这为污染物的高效监管与治理提供了关键性的推进器。

4、传感设备节点边缘分布式计算技术

传感设备需要参照历史数据对监测数据进行分析，以便更准确地识别污染物浓度等级，当监测到的污染物浓度数值超出提前设定的阈值时，传感设备应立即启动预警机制。此时，传感设备不仅要及时将预警信息发送到监测中心，还要具备自动向相关管理人员和责任部门发送预警预报信息的能力。这种自动化的预警功能可以确保在污染事故发生初期就能得到及时响应，从而采取有效措施降低污染风险，保障环境和人民的健康安全。

结束语

综上所述，5G与AI技术，作为当前及未来一段时间内极具应用价值和发展前景的现代化科学技术，其在各个领域的应用正日益广泛，将这两种技术应用于生态环境监测工作中，将带来革命性的变革。5G与AI技术还能优化监测数据的运用和计算环节，通过智能化算法对数据进行分析和预测，为决策者提供更加精准的参考依据，将为提高生态环境监测的时效性和精准性提供可靠的数据及信息支持，使得生态环境监测工作更加高效、精准。

参考文献

[1]卜宪辉.5G与AI融合技术在智慧环保领域的应用研究[J].数字通信世界，2022（4）：128-130.

[2]叶琪，卢晨晖.人工智能融入生态环境治理的机理与路径[J].黑龙江生态工程职业学院学报，2022，35（1）：9-14.