环保、水利应用

高光谱大数据应用于水质监测

采用卫星高光谱遥感和无人机高光谱遥感技术,可视化以及生态空间分析技术等手段,可对被测水域进行如下监测和管理:

水环境监测:叶绿素、总氮、总磷、氨氮、COD、悬浮物、蓝藻水华、水体富营养化、黑臭水体、溢油监测、排污口监测、污染源探寻等。

水资源管理:地表水体监测、水资源评价、水文地质调查等。

可为进一步综合分析水体纳污承载力、制定科学合理的水质水生态管控方案、以及生态保育和综合治理方案提供科学依据,也为进一步升级水利局、生态环境局等主管部门对水体的日常监管技术提供技术示范。

通过高光谱影像和反演算法,可以大范围测定水体叶绿素、总氮、总磷、氨氮、化学需氧量、悬浮物等主要水质指标的空间分布含量。

通过卫星/无人机遥感高光谱大数据技术,可对水环境进行面状监测,如蓝藻水华、水体富营养化、黑臭水体、溢油监测、排污口监测、污染源探寻等。

通过卫星/无人机遥感高光谱大数据技术,可对水资源进行宏观管理,如空间管控、地表水体监测、水资源评价、水文地质调查等。

通过遥感、无线传输、动态数据库技术和物联网技术,形成流域的“天、空、地”一体化全方位监控网络体系,从而实现对流域水质状况的远程实时监控、预测预警。进而实现常规监测与自动在线监测互补,物理化学监测分析法与生物在线监测法互补;既满足对水源地的快速、有效监控,又做到经济合理。

相较于传统的水质采样分析手段,使用高光谱遥测设备可以与多种数据平台融合(如“智慧河长”在线监管平台等),单次扫描即可得到大范围的多水质参数的海量数据,并上传至数据平台进行图层融合,测定过程是在水体原位进行,不需要消耗任何试剂,安装使用方便,可远程在线监测,单位成本低。还可以使用便携式高光谱水质检测设备进行实地检测,可实时获得检测结果,大大提高随机检查和执法的效率,降低作业成本和出错率。

例如固定水域原位光谱水质在线监测仪设备通过采集水体的连续高光谱反射率数据,运用反演模型同时测定叶绿素a浓度、总氮、总磷、氨氮等多个水质参数,并利用云存储技术,及时有效地回传水质信息,掌握流域的水质动态变化情况。


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