该成果具体解决水污染防治与森林防火应急中的全天候、高精度监控痛点问题。传统卫星遥感与无人机平台搭载的高光谱技术无法实现24小时不间断监控,且宽波段多光谱遥感数据在监测内陆水质参数时精度不足,难以满足实时、准确监测水质和快速响应森林火灾的需求。
本成果研发的高光谱实时在线摄像技术,通过装载于固定杆(如电线杆、通讯杆)上的高光谱摄像机,实现24小时无间断近距离监控。高光谱摄像机利用光谱分辨率达到10nm级的高光谱遥感数据,捕捉复杂多变的内陆水体光谱特征,精确监测水质参数、水体污染物及热污染状况。同时,该技术还能监测森林区域范围内的异常温况,及时发现火灾源头,提高应急救援效率。
该技术成果具有显著效益和竞争优势。首先,高光谱实时在线摄像技术克服了传统监控手段无法全天候监控的局限,实现了24小时不间断监测。其次,高光谱遥感数据的高精度特性,大幅提高了内陆水质监测的精度,为水污染防治提供了有力支持。此外,该技术还能快速响应森林火灾,有效保护森林资源和人类生命安全,具有创新性和实用性,对于全面支撑城市黑臭水体整治工作和落实“水十条”具有重要意义。
通过本研发项目,研发应用于水污染防治和森林防火应急场景下使用的高光谱实时在线摄像机。高光谱摄像机可装载于已有的电线杆、通讯杆等固定杆上,对周围环境进行24小时无间断近距离的监控,克服了卫星遥感、无人机平台搭载高光谱无法24小时全天候监控的问题。 高光谱摄像机主要应用于水体蓝藻水华、叶绿素 a、悬浮物、透明度等反映水环境质量的水质参数、水体污染物和水表温度、核电站温排水等热污染状况的监测,以及森林火灾具体发生位置、火势发展方向的监测,有助于大幅度提高内陆水质以及应急救援领域的检测水平。 利用高分遥感数据监测城市黑臭水体,可以用于筛查遗漏黑臭水体,动态监测水体黑臭程度变化,定量评价黑臭水体治理成效,这对于全面支撑城市黑臭水体整治工作、落实‘水十条’具有十分重要的意义。 常规的宽波段多光谱遥感数据无法捕捉内陆水体复杂多变的光谱特征, 因而利用宽波段多光谱遥感数据监测内陆水质参数的精度往往不高。而光谱分辨率达到 10nm 级的高光谱遥感数据能够捕捉到复杂多变的内陆水体的光谱特征, 监测水华、叶绿素 a、悬浮物、透明度等反映水环境质量的水质参数、水体污染物和水表温度、核电站温排水等热污染状况,从而提高内陆水质监测的精度。 森林火灾的发生不仅会危害森林的健康,还会波及人类的生命安全。火灾发生地的温度要远远高于周边区域,而高光谱遥感技术正是利用这一特点,对森林区域范围内的异常温况进行监测,一旦发现有火灾源头出现,便可以快速对其进行扑灭,避免不必要的牺牲和损失的产生。
