行業(yè)背景

 

水體富營(yíng)養(yǎng)化和黑臭水體防治是水污染治理中最為復(fù)雜和困難的問(wèn)題之一，調(diào)查水體營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的主要來(lái)源，控制外源性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，監(jiān)測(cè)排入水體的廢水和污水中的氮、磷濃度，可為水污染治理提供可靠的科學(xué)依據(jù)。無(wú)人機(jī)多光譜遙感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是實(shí)施大面積水體常態(tài)化動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的有效手段，一般由無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)和多光譜相機(jī)兩部分組成。與多光譜衛(wèi)星影像相比，無(wú)人機(jī)多光譜影像分辨率更高、時(shí)效性更好，更加適合開(kāi)展以河道、湖泊為目標(biāo)的遙感監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)。

 

 

 

傳統(tǒng)檢測(cè)手段的局限性

① 傳統(tǒng)人工勘查

耗費(fèi)大量人力、物力，無(wú)法直觀展示全流域、多尺度的岸線生態(tài)與水污染情況以及周期性頻繁檢測(cè)。

② 可見(jiàn)光遙感

只有紅綠藍(lán)三波段，難以構(gòu)建水體、植被、污水程度、垃圾等指數(shù)；視頻巡查提供信息有限，無(wú)法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)積累，難以高精度實(shí)現(xiàn)河道各項(xiàng)指標(biāo)監(jiān)測(cè)。

③ 衛(wèi)星遙感

衛(wèi)星遙感實(shí)時(shí)性弱，難以準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)河岸垃圾、綠化及河道漂浮物現(xiàn)狀；對(duì)細(xì)小河道無(wú)法監(jiān)測(cè)，影響監(jiān)測(cè)全面及準(zhǔn)確性。

多光譜遙感方案優(yōu)勢(shì)

厘米級(jí)空間分辨率，查無(wú)遺漏；利用水體光譜信息，科學(xué)建模，全局觀測(cè)、準(zhǔn)確定位；同時(shí)滿(mǎn)足準(zhǔn)確性、全面性、實(shí)時(shí)性、高效性的要求；全面系統(tǒng)地掌握河流資源分布、開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀，滿(mǎn)足河道規(guī)劃、管理、保護(hù)的需要。

 

 

 

作業(yè)流程概述

本項(xiàng)目作業(yè)基于無(wú)人機(jī)多光譜遙感技術(shù)對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化和黑臭水體河道進(jìn)行監(jiān)測(cè)主要包括河道數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)處理與分析以及數(shù)據(jù)成果展示三部分。

河道數(shù)據(jù)獲取

其目的是對(duì)影像進(jìn)行輻射定標(biāo)，從拍攝的值得到地物真實(shí)反射率

 

數(shù)據(jù)獲取現(xiàn)場(chǎng)圖

一、數(shù)據(jù)處理

① 多光譜數(shù)據(jù)預(yù)處理過(guò)程，是基于影像POS信息和特征相結(jié)合的無(wú)人機(jī)遙感影像快速拼接算法，實(shí)現(xiàn)多通道光譜影像的亞像素級(jí)配準(zhǔn)、多景影像的實(shí)時(shí)拼接及輻射定標(biāo)，生成具有地表真實(shí)反射率的正射影像，如下圖所示。

 

 

② 多光譜拼接成果分析可通過(guò)相應(yīng)軟件進(jìn)行簡(jiǎn)單的操作快速實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理、專(zhuān)題制圖及報(bào)告生成，簡(jiǎn)化用戶(hù)操作過(guò)程，降低使用門(mén)檻。

 

 

 

二、數(shù)據(jù)成果展示

① 黑臭水體分級(jí)統(tǒng)計(jì)專(zhuān)題圖

基于無(wú)人機(jī)載多光譜遙感數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)河道黑臭水體污染分級(jí)、污染面積統(tǒng)計(jì)，并對(duì)提取結(jié)果進(jìn)行空間統(tǒng)計(jì)分析、多時(shí)相變化。

 

② GIS云平臺(tái)展示

我們使用河道GIS展示插件，直觀展示全流域、多尺度岸線生態(tài)、水污染情況，實(shí)現(xiàn)河湖無(wú)人機(jī)多光譜遙感成果的分析、展示與管理。其功能包括：河道或湖泊選擇、監(jiān)測(cè)類(lèi)型、單期展示、時(shí)序數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)展示、斷面分析、空間統(tǒng)計(jì)、細(xì)節(jié)查看、水污染環(huán)比等功能，可以展示河湖水質(zhì)方面的全面信息。

 

結(jié)果檢驗(yàn)準(zhǔn)確度

在無(wú)人機(jī)搭載多光譜相機(jī)巡河作業(yè)的同時(shí)，核實(shí)測(cè)組對(duì)每條河的上中下游進(jìn)行數(shù)據(jù)實(shí)測(cè)。

 

 

將多光譜反演分析結(jié)果與本次實(shí)測(cè)組通過(guò)水質(zhì)分析儀實(shí)測(cè)溶解氧數(shù)據(jù)以及氨氮數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)。并與當(dāng)?shù)厮|(zhì)監(jiān)管人員記錄表的結(jié)果對(duì)比分析，在黑臭水體定性方面綜合分析精度可達(dá)

5、其他河道應(yīng)用

水域生態(tài)災(zāi)害監(jiān)測(cè)

 

痛點(diǎn)問(wèn)題：水域生態(tài)災(zāi)害蔓延速度快、范圍廣，快速、全面獲取水域污染狀況是應(yīng)對(duì)災(zāi)害的重要指標(biāo)。

解決方案：基于光諾遇感模型自動(dòng)提取水域?yàn)?zāi)害信息并計(jì)算面積。

應(yīng)用價(jià)值：提供快速全面的水域生態(tài)信息，確定受災(zāi)范圍，及時(shí)提供預(yù)防對(duì)策。

 

 

疑似污染源排查

 

痛點(diǎn)問(wèn)題：提供快速全面的水域生態(tài)信息，確定受災(zāi)范圍，及時(shí)提供預(yù)防對(duì)策。

解決方案：多光譜+GIS技術(shù)聯(lián)合篩選疑似污染源，優(yōu)化監(jiān)測(cè)方式。

應(yīng)用價(jià)值：提高搜查效率與準(zhǔn)確度，保障污染源搜查有據(jù)可依。

 

岸線環(huán)境調(diào)查

 

痛點(diǎn)問(wèn)題：河降生態(tài)環(huán)境混亂，垃圾堆放、綠化破壞等現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，整體評(píng)估降線生態(tài)環(huán)境狀況是生態(tài)保護(hù)的重要工作。

解決方案；多光譜遙感監(jiān)測(cè)快速全面獲取岸線生態(tài)情況，計(jì)算緣化面積、統(tǒng)計(jì)垃圾堆放點(diǎn)。

應(yīng)用價(jià)值：提供綠化帶與垃圾堆放信息，協(xié)助岸線綠化規(guī)劃與環(huán)境治理。