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環保、水利應用

高光譜大數據應用於水質監測

采用衛星高光譜遙感和無人機高光譜遙感技術,可視化以及生態空間分析技術等手段,可對被測水域進行如下監測和管理:

水環境監測:葉綠素、總氮、總磷、氨氮、COD、懸浮物、藍藻水華、水體富營養化、黑臭水體、溢油監測、排汙口監測、汙染源探尋等。

水資源管理:地表水體監測、水資源評價、水文地質調查等。

可為進一步綜合分析水體納汙承載力、製定科學合理的水質水生態管控方案、以及生態保育和綜合治理方案提供科學依據,也為進一步升級水利局、生態環境局等主管部門對水體的日常監管技術提供技術示範。

通過高光譜影像和反演算法,可以大範圍測定水體葉綠素、總氮、總磷、氨氮、化學需氧量、懸浮物等主要水質指標的空間分布含量。

通過衛星/無人機遙感高光譜大數據技術,可對水環境進行麵狀監測,如藍藻水華、水體富營養化、黑臭水體、溢油監測、排汙口監測、汙染源探尋等。

通過衛星/無人機遙感高光譜大數據技術,可對水資源進行宏觀管理,如空間管控、地表水體監測、水資源評價、水文地質調查等。

通過遙感、無線傳輸、動態數據庫技術和物聯網技術,形成流域的“天、空、地”一體化全方位監控網絡體係,從而實現對流域水質狀況的遠程實時監控、預測預警。進而實現常規監測與自動在線監測互補,物理化學監測分析法與生物在線監測法互補;既滿足對水源地的快速、有效監控,又做到經濟合理。

相較於傳統的水質采樣分析手段,使用高光譜遙測設備可以與多種數據平台融合(如“智慧河長”在線監管平台等),單次掃描即可得到大範圍的多水質參數的海量數據,並上傳至數據平台進行圖層融合,測定過程是在水體原位進行,不需要消耗任何試劑,安裝使用方便,可遠程在線監測,單位成本低。還可以使用便攜式高光譜水質檢測設備進行實地檢測,可實時獲得檢測結果,大大提高隨機檢查和執法的效率,降低作業成本和出錯率。

例如固定水域原位光譜水質在線監測儀設備通過采集水體的連續高光譜反射率數據,運用反演模型同時測定葉綠素a濃度、總氮、總磷、氨氮等多個水質參數,並利用雲存儲技術,及時有效地回傳水質信息,掌握流域的水質動態變化情況。


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