无人机高光谱水质监测，全域CT扫描，锁定病灶！

发布时间：2021/5/17    查看：2289

解决方案概述

瑞图万方无人机高光谱水质监测方案采用小型智能化无人机飞行器，搭载自主集成的高光谱成像仪（集成自研高精定姿定位系统）对目标河涌进行整体“扫一扫”，实时获取水体高光谱信息，可对各类水域水质状况进行智能监测，核心算法模型智能化计算水质多参数信息，可实现国标要求的主要评价指标：包括氨氮、TN、TP、COD、DO、SS、叶绿素a、油类等因子反演分析，计算结果可直接用于水质污染浓度评估、污染溯源、污染空间分布及面积测算等，其对水质污染定性、定量研究具有重要意义。

试点项目案例

近日，我司与某省生态与环境厅共同推进的无人机高光谱水质监测试点项目，利用无人机高光谱系统针对在某工业园附近及入海口进行污染巡查，实现污染源的快速巡查溯源，提高水生态监测效率。我司机载高光谱产品在水质监测方面有优异表现，通过实地核查验证，基于我司分析成果的污染溯源，特别针对严重超标的问题点，可以精准锁定问题源、高效指引靶标排查，正确率可达85%，高效率、高质量的监测服务获得了客户一致好评。

无人机高光谱数据采集

本次验证采用大疆M600无人机进行飞行作业，通过搭载自主集成的高光谱系统，可实现一键起飞、高效采集。本次作业当天即完成两河道约10公里河道高光谱数据采集工作。

采集设备

同步地面水样采集

在高光谱采集过程中同步进行水样采集，保证反演结果有据可依，其取样现场图如下：

水质取样现场作业图

数据处理

通过对高光谱数据进行辐射校正、反射校正以及几何校正，可以得到具有高精度、精细化的高光谱数据，为后期反演做好数据准备。

高光谱成果数据

应用效果

结合地面采样数据，运用自研AI算法构建的反演模型进行数据分析，可精确反演氨氮、总氮、总磷、化学需氧量、溶解氧、悬浮物、叶绿素a等水质指标因子。

通过多指标综合分析，提取疑似污染点位，获取区域内疑似污染源空间分布位置。

根据分析结果精准指引现场核查，结合各因子指标的浓度，精准核查区域内水质异常情况，确定污染源和污染段。

疑似污染点高光谱反演结果图

核查位置及现场图

本次高光谱反演提取了多个疑似污染点位，结果划定的疑似污染点位均能发现疑似污水的排入，污水来自入河雨水管、排水管、支流、生活直排、沟渠直排、施工建设直排、水闸等，可能的污染原因有农业污染、生活直排、工业直排、排水管渗漏、施工建设不规范作业等。这意味着无人机高光谱水质监控利用“以面代点”的工作方法精准地实现了区域性水体的监测，取得了较好的监控效果。

展望

随着国家对环保的高度重视，我国河湖生态管控的强劲需求，政策支持的加强，资金投入的加大，动员一切可动员的力量，都可以更好地投入到水体治理工作中，确保社会生态健康。因此，改善目标水域的水质，借助无人机高光谱的全覆盖精细化监测巡查技术，“快、准、狠”地获取水质异常点位，对污染水域的精准治理的指导和监管都具有重要的意义。通过结合无人机高光谱常规监测服务，“地毯式”搜索锁定污染严重区域，为河道全域的健康进行“把脉”，抓住关键处，实现精准精细指导治水治污工程。