□李成林
随着人工智能技术的飞速发展,其在各个领域的应用愈发广泛。在水利水文学领域,水文信息的自动化处理对于水资源管理、防洪减灾等工作至关重要。本文聚焦人工智能在水文信息自动化处理中的应用,分析其在数据采集、处理、预测等环节的具体表现,并对其效能进行探讨,旨在为水利水文学领域的发展提供参考。
关键词:人工智能;水文信息;自动化处理;效能分析;水利水文学
引言
水文信息是水利工程建设、水资源管理、防洪减灾等工作的重要基础,其处理的效率和准确性直接影响着相关决策的科学性和合理性。传统的水文信息处理方式多依赖人工操作,不仅耗时耗力,而且容易出现误差,难以满足现代水利事业发展的需求。
人工智能在水文信息自动化处理中的应用
数据采集与预处理:在水文信息处理中,数据采集是基础环节。传统的数据采集方式往往需要大量的人力物力,且采集范围有限、时效性较差。人工智能技术与传感器、无人机、卫星遥感等设备相结合,实现了水文数据的自动化、智能化采集。同时,利用机器学习算法对历史数据进行分析,可以优化传感器的布设位置和采集频率,提高数据采集的效率和准确性。在数据预处理方面,人工智能中的深度学习算法能够自动提取数据的特征,对缺失数据进行填充,大大提高了数据预处理的质量和效率。
水文数据挖掘与分析:水文数据具有海量、多维、复杂等特点,蕴含着丰富的水文规律和信息。人工智能技术能够对这些海量数据进行深度挖掘和分析,发现其中的隐藏模式和关联关系。此外,人工智能技术还可以结合地理信息系统(GIS)和遥感技术,对水文数据进行空间分析,揭示水文现象的空间分布规律,为流域规划、水利工程建设等提供科学依据。
人工智能在水文信息自动化处理中的效能分析
提高处理效率:传统的水文信息处理需要大量的人工操作,数据录入、整理、分析等环节耗时耗力。人工智能技术实现了水文信息的自动化处理,大大提高了处理效率。人工智能算法能够快速处理海量的水文数据,相比传统的人工处理方式,处理速度提高了数十倍甚至上百倍。
提升处理精度:水文信息处理的精度直接影响着相关决策的科学性。人工智能技术通过对大量历史数据的学习和训练,能够捕捉水文过程的复杂规律,提高处理精度。例如,LSTM神经网络能够准确预测洪水的水位和流量,相比传统的统计方法,预测误差率仅为传统模型的1/5。处理精度的提升,使得水文信息更加可靠,为水利工程建设、水资源管理等工作提供了更科学的支持。
提升人工智能在水文信息自动化处理中应用的挑战和效能提升对策
现存挑战:人工智能在水文信息自动化处理中的应用面临多重挑战。首先,数据质量问题显著制约模型性能。由于传感器故障、环境干扰等因素,水文数据常存在缺失、异常等问题,导致模型训练效果下降,预测精度降低。其次,技术应用难度大,水利行业缺乏既懂水文学又掌握人工智能的复合型人才,且基层单位因资金和技术限制难以承担AI系统的开发与维护成本。此外,模型泛化能力不足,现有模型多基于特定区域或水文条件训练,难以适应复杂多变的水文环境,影响其在新场景下的适用性。
提升对策:为提升人工智能在水文信息自动化处理中的效能,需从以下四方面着手:首先,加强数据质量管理是提高人工智能应用效能的基础。完善水文监测网络,优化传感器布局,提升数据连续性与准确性;建立数据质量控制体系,通过实时校验与AI算法清洗修复异常数据;推动数据共享与标准化,制定统一接口规范,确保数据一致性与可用性。其次,加强数据质量管理是提高人工智能应用效能的基础。高校应增设水利与人工智能交叉课程,培养具备跨学科能力的专业人才;同时加强在职人员培训,提升其对AI技术的理解与应用能力,促进产学研协同。
结语
人工智能技术在水文信息自动化处理中的应用,为水利水文学领域带来了巨大的变革,在提高处理效率、提升处理精度、降低成本投入和增强决策支持能力等方面发挥了重要作用。然而,在应用过程中也存在数据质量、技术应用、模型泛化能力和隐私安全等问题。针对这些问题,需要采取加强数据质量管理、培养复合型人才、提高模型泛化能力和加强隐私安全保护等对策,以提升人工智能技术的应用效能。
参考文献:
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(作者单位:河北省邢台水文勘测研究中心,054000)