一、实验室简介

城市环境系统数字化实验室主要围绕城市水与大气等环境系统的数字化研究，通过传感监测、建模分析和数字孪生等手段，实现对目标环境系统的高质量可视化监测，并对治理效果进行科学评估；进一步的，将开发目标系统环境质量的预测模型与相关辅助决策工具，从而提高城市环境治理方案的科学性。

实验室涉及的领域，主要包括城市水环境、大气环境以及生态环境三类的整体组织构架，划分为三个小组：

(1)快速监测与数据采集小组 (Fast Monitoring & Data Collection group)

(2)模型模拟与计算小组 (Modeling & Computing Optimization group)

(3)数字化与仿真小组 (Digitizing & Simulation group)

二、研究方向

（1）城市环境指标的快速检测与信息提取。快速甚至实时获取各类环境指标的监测数据是构建城市环境系统数字化的重要环节。传感器作为实现该过程的主要方式，被生态环境部、工信部等多部门列为卡脖子难点。另外图像感知与分析是近年兴起的高效获取特殊类型环境系统信息的方法，有较大潜力。实验室将以上述两方面技术为重点研发方向，主要包括水生态环境和大气环境等集成式在线传感器的研发、特定场景（如水下）图像处理与生态环境信息提取算法等。研发成果将实现实时、精准的数据采集并提供可信数据，以辅助各类模型的训练和预测。

例：液面撞击式颗粒物捕获在线分析装置

（2）城市区域尺度上城市环境模型的研究和开发。模型对象包括基于在水、大气等介质中物质迁移转化和污染处理修复过程的物理模型，以及基于大数据、神经网络、机器学习的非物理性模型。对现有相关模型进行深度调研，考察这些模型在快速模拟、精准度和数字化仿真方面的适用性以及二次开发的可能性，并进行二次开发测试。同时，结合模型构建高质量数值数据和图像数据数据集，进行新模型构建、训练或已有模型优化。

例：新型污水处理工艺的建模与模拟

（3）城市生态环境系统的数字孪生和仿真技术的探索与开发。研究模型加速计算的方法（如TensorRT等）在生态环境领域的应用，以及使用多源数据融合技术提高模型准确度；基于现有模型和算法，进行可信数据提取算法开发；利用遥感和数字孪生等手段，进行城市环境系统的可视化仿真技术开发。

例：城市绿地的遥感感知与演变过程模拟、湖泊生态系统数字孪生

三、负责人

实验室负责人钟华，2008年获湖南大学环境工程博士学位，先后任湖南大学助理教授、美国亚利桑那大学研究人员、武汉大学教授，国家高层次人才特殊支持计划、湖北省杰青、宁波市特优人才入选者，多次入选斯坦福大学“全球前2%顶尖科学家”榜单。于2023年任宁波东方理工大学（暂名）长聘副教授、研究员、博士生导师。2024年初担任宁波数字孪生（东方理工）研究院成立城市环境系统数字化实验室负责人。从事水环境治理修复技术方法及其数字化研究。主持国家自然科学基金、国家重点研发计划等课题近20项，参与美国超级基金及国防部、能源部等多个项目。发表论文150多篇，Web of Science 核心引用近6000次。Int J Env Res Pub He等SCI期刊编委，多次国际会议的执委会、分会场和技术委员会主席。培养博士后5人，硕博士研究生50多人。