空天地一体化高光谱遥感水质监测 —为排污口监测注入新动能

项目背景

         传统的地面水质检测技术，只能对有限点位进行检测，无人机低空遥感的出现，有效的弥补了地面检测技术点位有限的问题，可实现区域范围内水质检测，一定程度上提高了检测的时效性，是开展水质监测不可或缺的技术手段。但其受天气影响较大，且无法持续监测，无法实现发生污染后及时响应。

项目亮点

         地面高光谱仪集成主动光源后可实现24小时连续不间断监测，弥补了无人机技术依赖太阳光光源才能进行数据采集等不足。中科谱光项目团队基于无人机低空光谱成像遥感技术对水质实施高精度的高光谱扫描监测、分析处理，快速得到水环境质量的基本状况，结合开展浮标式固定光谱监测站试点应用，实现水质原位快速、无接触、无损的24小时在线监测，为促进遥感、高光谱技术在水质监测的业务化应用，实现我国水环境空天地一体化监测提供了新技术、新方法。

项目验证

      项目团队基于此选取了一条极具代表性流经集老住宅、新住宅、商务办公、公园景观等多种土地利用类型的城市中心河流进行试点。通过无人机搭配高光谱相机，利用自主研发的无人机数据分析处理软件HyLab，对水质进行监测及分析。共设计了11个飞行架次，采集了0.85平方千米的无人机高光谱数据。

工作人员准备起飞

          通过对无人机高光谱影像处理及参数反演获取了整条河流的相关指标的分布变化情况并生成水质参数专题图，通过专题图中各参数的分布变化，对可能存在排污口的位置做出大致判断，根据区域周围环境及异常指标类型对排污类型做出初步判断。

无人机水质反演专题图

          针对重点排污口部署浮标式固定光谱监测站6台，当监测到疑似污染事件后，快速启动无人机飞行服务，为污染溯源、污染面积确定提供数据支持，提高污染事件的处理效率。

空天地一体化工作流程图

项目意义

         本项目通过无人机高光谱水质监测的快速机动及宏观监测能力，结合浮标式水质自动监测仪的长时间、持续性监测能力，实现了排污或治理不达标区域的实时监测及溯源，包括排污位置寻找、排污时间判断以及排污类型推断。同时与传统化学监测法对比，不存在维护复杂、设备成本高、化学试剂污染等问题，为打造优质水环境注入了新动能、新力量。