AI 技術應用於環境監測與管理|智慧治理新未來

AI 技術 in 環境管理

為呼應國家政策與智慧科技發展趨勢,環輿科技積極響應《臺灣 AI 行動計畫》,導入人工智慧( Artificial Intelligence, AI)技術,應用於環境監測與管理工作。透過整合與分析多源環境資料,我們聚焦 AI 三大核心關鍵: 數據 演算法 算力 ,持續深化在環境領域的應用實踐,推動 AI 真正落地,協助政府與產業打造數據驅動的智慧治理方案。

AI 三大核心應用要素:數據可用性、演算法效能與運算能力
環輿科技聚焦 AI 三大技術核心 :資料可用性、演算法效能與運算能力,打造環境治理智能基礎

目前,環輿已建構 AI 人工智慧三大核心技術應用方向:

  • AI 影像辨識技術
  • AI 自然語言理解與生成
  • 數據的預測與推估

這些技術已實際導入多項環境管理作業中,協助政府與產業單位提升效率與決策品質。

AI 影像辨識技術應用於病媒蚊誘殺桶影像辨識與廢棄物自動辨識,提升環境監測與巡檢作業效率
AI 影像辨識技術: 應用於病媒蚊、廢棄物辨識等情境,強化環境調查與巡檢效率。
AI 自然語言處理技術應用於社群輿情、通報文字分類與政策回饋自動摘要等,提高資訊處理效率與決策品質
AI 自然語言理解與生成: 應用於輿情解析、通報分類、政策建議生成,提升決策即時性。
AI 預測與推估技術應用於氣象變化、環境風險、災損預估等領域,協助提前掌握潛在災害與應變需求
數據的預測與推估: 應用於氣候、熱區風險、災損預估等場景,提前掌握潛在變化。

AI 影像辨識處理技術

病媒蚊影像辨識

臺灣屬於登革熱高風險地區,針對病媒蚊在人類生活環境中數量的掌握,是防範疫情發生的首要關鍵。環輿與國家衛生研究院( National Health Research Institutes)合作,協助高雄市、臺北市、屏東縣等地方政府執行 病媒蚊監測調查 ,結合 手持式設備 地理資訊平台 ,即時掌握現地病媒蚊分布情形,進一步發展出 病媒蚊 AI 影像辨識技術

透過上萬張第一線之病媒蚊(斑蚊)實地調查照片,累積大量訓練樣本,持續優化演算法,現階段 AI 對蚊子數量的 辨識一致性已達到 93% 。透過現地手持裝置拍攝誘殺桶內病媒蚊,即可快速完成辨識數量之統計,期提升整體作業效率。

此技術亦可 與 GIS 平台整合應用 ,判識病媒孳生熱區,提供環保局清孳噴消決策參考,進一步於 疫情爆發前有效控制病媒指數 。相關應用已可從 2023 年高雄市的疫情防治成效中得以實現,與 2015 年感染人數峰值有明顯差距,作為 AI 技術提升環境治理能效的良好體現。

2015 年高雄與臺南登革熱疫情爆發視覺化圖,透過地理資訊系統呈現病媒蚊熱區分布,用於防疫應變與資源調度
2015 年臺南市與高雄市登革熱疫情爆發期間,環輿協助建立疫情熱區視覺化地圖,支援即時掌握潛勢區範圍,提升防疫決策效率
AI 病媒蚊辨識示意圖,透過拍攝誘殺桶與斑紋分析輔助辨識,顯示高準確率成果與使用流程
環輿提供病媒蚊調查輔助 APP,輔助高雄市環保局第一線調查作業人員透過手持設備與 AI 影像辨識模型,拍攝誘殺桶中照片,由系統自動辨識桶內蚊子數量,其辨識率已達 93%
 臺南與高雄登革熱疫情比較圖,顯示高雄市透過 AI、 GIS 與設備整合監測,在 2023 年有效降低本土病例數
比較 2015 年與 2023 年高雄市和臺南市的登革熱疫情數據,可見高雄市因導入手持設備、 AI 影像辨識與 GIS 平台整合病媒蚊監測技術,整體疫情的控管與過去相比有顯著提升,展現智慧化環境治理成效

海岸廢棄物 AI 影像辨識

臺灣四面環海,海岸廢棄物常因潮汐或陸域水體流動堆積於海岸,影響漁業資源、觀光品質與民眾活動安全。為維護海岸環境整潔,政府推動 「向海致敬」計畫 ,期望臺灣全長 1990 公里的海岸線能實現「每一吋海岸都有人在管、每一吋土地都乾淨」。

為達成此目標,環境部需即時掌握海岸現況。傳統以人工目視快篩方式,受限於效率與範圍。隨著政策推動,已開始導入 無人機( UAV)航拍技術 ,能鳥瞰全貌、擴大檢視區域,並透過影像萃取與標註,掌握海岸廢棄物的分布情形。

環輿長期投入海岸空拍作業,累積大量影像與判釋經驗,建立廢棄物樣本資料庫,進一步整合 影像拼接與 AI 影像辨識技術 ,辨識準確率已提升至 80% 以上 。系統能協助第一線掌握海岸廢棄物熱點及面積推估,即時通報權責單位進行清理,全面提升環境維護效率與應變速度。

AI
                                模型影像辨識流程圖,顯示人工圈註、影像標註與模型演算等步驟
海岸廢棄物 AI 影像辨識模型建立與訓練流程
UAV
                                無人機於海岸現地執行巡查拍攝,提供高空俯視畫面以利後續 AI 分析
UAV 飛行照片
 淨灘活動前,顯示廢棄物分布情形與高解析影像拼接成果
澎湖縣 龍門淨灘 - 活動前
 淨灘志工於沙灘進行撿拾作業,進行人工清除海岸廢棄物
澎湖縣 龍門淨灘 - 活動中
 淨灘活動後,海岸線清潔明顯改善,無明顯廢棄物堆積
澎湖縣 龍門淨灘 - 活動後

應用於空品監測與影像品質管理

環輿專注於發展 AI 影像辨識處理技術,致力於協助政府與產業提升影像資料的管理效率與應用價值。環境部自 2010 年起,於所建置之國家空氣品質監測站中設置監視器( CCTV),除用以掌握測站周邊異常情形外,亦累積了大量影像畫面。這些寶貴資料不僅可作為觀測數據的佐證,亦有助於掌握測站周遭環境與氣候狀態。透過 AI 技術的導入,可進一步提升這些影像資料的判讀效率與分析應用,強化環境監測的即時性與智慧化管理。

利用大量的影像進行整理與異常標註 , 建立機器學習所需素材樣本 , 導入 AI 演算法 , 成功建構 鏡頭遮蔽辨識、畫面污損分析與影像異常偵測 等功能之智慧辨識輔助系統。透過自動化影像篩選與異常偵測 , 協助測站進行設備維護與資料品質控管 , 大幅減少人工作業負擔 , 強化監測資料可信度與即時性 , 為智慧環境監測建構關鍵支援技術。

 空品監測影像中,黃色框為 AI
                                系統精準標記鏡頭髒污位置,右側附有影像辨識重點說明文字
AI 智慧辨識技術於空品監測影像中準確標記鏡頭污染位置,有效提升影像資料品質與設備維運效率。
AI
                                系統於監測畫面中即時標記多處異常區塊,提升影像資料的可信度與自動化處理能力。
鏡頭異常辨識成果: AI 系統標記潛在異常區塊,輔助提升空品影像資料品質與監測決策依據。

AI 數據的預測與推估

建構科學化風險管理與決策支援機制

環輿長期參與各類環境監測業務,協助業主蒐集大量環境監測數據,並透過時間與空間的視角呈現資料樣態,使數據分析應用更具體、精確,協助發現潛藏的環境問題。

近年,我們進一步整合歷史資料與統計方法,剖析環境數據異常狀態,建立應用樣本並導入 AI 預測推估技術 ,打造動態預測系統,即早掌握 環境監測異常、境外污染物影響風險及公共衛生智慧化管理 等場域應用。

其中,針對「空氣品質不良與污染物境外移入事件」的風險預測,環輿開發具備 時間序列學習、自主參數校正、異常偵測 能力的模型架構,透過大量跨國資料學習,有效掌握潛在輸入來源、趨勢變異與高風險熱點,協助決策單位獲取 即時、量化、具前瞻性 的參考資訊,強化邊境監控與資源調度效率。

我們致力以 AI 技術協助政府機關建立 科學化、數據驅動 的風險管理機制,使風險辨識與因應措施更具精準性與可預測性。

AI 環境數據預測與推估:結合統計建模與 AI 推論模型,掌握污染來源與時間趨勢,提升預警判斷與風險因應效率
AI 環境數據預測與推估: 結合統計建模與 AI 推論模型,有效掌握污染來源與時間趨勢,提升預警判斷能力與風險因應效率。

AI ⾃然語⾔理解與⽣成

建置落地結合雲端之大型語言模型

環輿致力於打造結合 在地部署( on-premise deployment) 雲端整合( cloud integration) 大型語言模型( LLM, Large Language Model) 解決方案,協助政府與企業客戶在 資料安全、彈性擴充與 AI 智能應用 三者之間取得最佳平衡。透過本地模型部署,可保障敏感資料的隱私性與合規需求;同時串接雲端 API、分散式運算與模型訓練資源,使 AI 模型部署更具彈性與擴充性。

我們的解決方案廣泛應用於 自然語言處理( NLP) 領域,包含智慧客服、公文分類、知識問答、語意理解、語音助理建置等多元場景,有效支援組織進行 生成式 AI 導入與 AI 轉型 。透過 API 整合與前端應用開發,協助用戶快速部署 AI 模組,真正落實人工智慧於日常營運與決策流程。

此外,系統亦支援 智慧語意查詢 關鍵詞擷取 資料列統計與表格生成 等功能,可快速對應不同系統中的資料項目與用戶需求,提升資料搜尋效率與回應速度,進一步實現 資料即服務( DaaS) 的應用價值。

  • 透過 AI 智慧查詢,可以輔助使用者 快速查詢到各式系統中相關資訊,並提供統計後的資料列表與繪製圖片 ,供使用者可以下載另作使用。
  • 記錄使用者過往詢問過的問題,方便使用者可以快速查找歷史資料。
  • 透過生成式 AI 的技術,能了解使用者輸入語句意思,並能提取關鍵字及判斷同義詞,而後呼叫對應的程式函數來產生使用者所需之資料。
AI 自然語言處理模型:整合智慧查詢與資料生成技術,協助快速取得系統資訊並生成統計圖表與歷史資料
AI 自然語言處理模型: 整合智慧查詢與資料生成技術,協助快速取得系統資訊並生成統計圖表與歷史資料。

應⽤在⼤型系統客服問答

事業及污水下水道系統廢(污)水管理系統(以下簡稱: 水許可系統 ),負責管理國家各類事業於生產製程中,涉及廢水排放與處理等相關工廠設置的管理(管制)。從工廠登記、水措的設置規劃許可,到廢水排放數量與排放承受水體的區位管理等資料的紀錄,以至於各事業的定期申報廢水監測(檢測)結果報告,為相對複雜的流程管理與資料蒐集分析之應用平台。每日有超過 萬名使用者 ,在系統上進行各類管理程序的 申請、修正、註銷或數據的申報工作 。為了服務大量的業務操作提問需求,過去需耗費大量客服人力,協助解答用戶提問與故障排除。

在 AI 技術蓬勃發展下,環輿協助環境部蒐集多年來水許可系統的各類提問與客服回覆紀錄,進行分類整理,建立大型自然語言模型,發展 AI Chatbot(智慧客服) 對話模式。使用者可透過 客服對話框 提問, AI 演算法能從語言模型中對應前後文語意, 找出問題答案並即時回應 ,引導使用者找到解法或依指示逐步完成作業申辦工作,大幅節省人力資源, 提升系統回應效率