智慧無人機協助巡守志工保護台灣重要的水資源

石門水庫

清晨6點,王有友離開桃園的家,並去附近接他的朋友李鴻智,一起開車南下前往霧濛濛的郊區。兩人幾年前已從軍中退伍,但就像今天,他們現在仍持續巡守的工作。

他們的目的地是距離市中心約一個小時路程的石門水庫。 石門水庫是台灣最重要的水源之一,不僅對數百萬台灣居民,而且對技術領先世界,作為台灣經濟支柱,每天需消耗數百萬公升水量的半導體工廠尤為重要。

王有友和李鴻智是經濟部水利署北區水資源局招募的 135 名志願者之一,他們尋找非法耕作、污染和其他違法活動的蹤跡,這些違法活動,破壞了水庫區域 763.4 平方公里的受保護集水區。

巡守志工小組充滿熱情和活力。他們每天花費9個小時,在充滿坑洞、泥沼的小丘陵地上跋涉。然而,在如此廣闊的崎嶇領域上,追查違法行為困難重重,而這也是水庫管理單位決定導入新科技來幫忙的原因。

巡守志工小組開始使用智慧無人機,來協助日常地面巡守工作。智慧無人機可升高到 120 公尺高處拍攝。 20 分鐘約可飛越大約200,000平方公尺,拍攝出數千張高解析度的照片。透過雲端解決方案,來處理圖片資料、掃描可疑的非法活動,並定位出非法活動區域,讓地面上的巡守志工小組得以迅速抵達該區調查可疑的非法行為。

向志工們進行無人機簡介。 來源:CIRC

協助經濟部水利署北區水資源局管理水庫及巡守志工小組的邱昱嘉博士表示:「使用智慧無人機以前,我們每個月頂多能記錄2到3起非法案例。現在,我們每個月都會記錄超過 10 起案例,這是我們保護最重要水源之一的重大進步。」

石門水庫的水源,供應桃園市、新竹市及首都台北市的28個區,為台灣北部的 340 萬人口供水來源,灌溉超過 36,500 公頃的合法農田,以及水力發電的重要來源。

同時,台灣的半導體產業也需要穩定、豐沛的水資源。台灣的半導體產業生產全球約一半的晶片,廣用於汽車、家用電器、智慧手機、PC 等各個領域。而半導體產業每天必須消耗約 750 萬至 3400 萬公升的水。

每年颱風季節時,都會在台灣降下豐沛的雨量,因此水源供應大多時候沒有問題。然而,台灣去年下大雨的時間非常短暫,面臨了56年來最嚴重的乾旱。當水庫水位低於20%時,政府為了保持水源供應,強化了水庫安全與永續的政策措施。

石門大壩保留了一個以壯麗山脈為背景的大型人工湖,吸引了大量喜愛美景與戶外活動的遊客與健行者慕名而來。

但也因此引來了許多不速之客,附近的村民與城市的居民,非法在岸邊山坡種植蔬果。違法開墾會引發山崩地滑,土石流入水中讓水質混濁,進而使水庫淤泥日益沉積。還有非法的露營遊客留下垃圾和火堆,也容易引起森林大火。

中光電智能機器人公司 Coretronic Intelligent Robotics Corporation (以下簡稱CIRC) 特地為石門水庫開發智慧無人機解決方案,運用 Azure Cosmos DB的雲端解決方案,以大量的即時數據彈性擴展應用。

一架無人機飛越水庫附近的乾淨土地。 來源:CIRC

無人機的數據透過 Azure IoT Hub完整儲存與分析,而名為 SkyWatch 的 IoT 解決方案,則為無人機每次飛行產生一次即時數據儀表板。 Azure IoT 以完整的機器學習和運算數據功能,藉由低延遲邊緣運算技術,來支援每次的無人機操作。 Azure for Operator則可連結5G 通訊服務,能實際部署於更多應用上。

CIRC 的另一項服務—洞察數據分析平台,透過機器學習、2D 和 3D 地理建模、可視化和航空影像,分析數據並提出預測。除了以大量歷史數據分析運作的任務優化管理及系統維護,此平台也運用Azure SQL Database與Azure App 服務達到災害預防及損害預測功能。

CIRC 無人機為難以抵達或受限制的區域產業,提供安全監控服務

CIRC總經理忻維忠表示:「我們專注於智慧儲存和安全,意即不需要人為遠程遙控無人機,只要將任務訊息列入電腦,無人機就會自動起飛,並帶著大量即時數據返回基地。」

「無人機使用 Azure AI功能來識別可疑的區域,例如非法開墾的農場,並透過拍攝的照片,讀取並計算範圍大小。之後將照片對照歷史數據,讓邱博士和志工小組對該區有更多理解,例如是最近建造的、抑或範圍又更擴大了。對於第一線工作人員而言,這無疑是最得力的武器。」

石門水庫周圍群山環繞。 來源: Getty。

巡守志工小組都贊成使用無人機。

巡守志工成員王有友說:「水庫為我們和我們的家人,以及新竹、桃園和台北的數百萬人提供水源。 我們有責任保護它。但在這裡尋找非法活動簡直是大海撈針。」

「現在有了智慧無人機,我們可以確定違法者的位置,不用耗費多天,而是在幾分鐘內就能找到他們。這就像一座燈塔,能為在海上迷失的船隻點亮明燈。」

若欲了解原文,請參考微軟亞洲新聞中心

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