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河道生態(tài)監(jiān)測(cè)無(wú)人機(jī)多光譜遙感解決方案

2022-07-02 11:19 性質(zhì)：轉(zhuǎn)載 作者：躍飛智能 來(lái)源：躍飛智能
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行業(yè)背景近幾十年，中國(guó)城鎮(zhèn)化和工業(yè)化進(jìn)程的發(fā)展速度不斷加快，但城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不足，使一些城市河道直接成為工業(yè)、農(nóng)業(yè)及生活廢水的主要排放通道，建筑、生...

行業(yè)背景

近幾十年，中國(guó)城鎮(zhèn)化和工業(yè)化進(jìn)程的發(fā)展速度不斷加快，但城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不足，使一些城市河道直接成為工業(yè)、農(nóng)業(yè)及生活廢水的主要排放通道，建筑、生活垃圾亂堆亂放，導(dǎo)致水體大面積污染，水面漂浮大量垃圾，岸線綠化侵占嚴(yán)重，對(duì)河道生態(tài)秩序造成嚴(yán)重破壞。

河湖環(huán)境污染不僅給人們帶來(lái)了極差的感官體驗(yàn)，也直接影響漁業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的良好發(fā)展。隨著我國(guó)“河長(zhǎng)制”的不斷普及，河湖整治已經(jīng)成為各級(jí)人民政府改善城市生態(tài)環(huán)境的重要內(nèi)容，治理河道環(huán)境，保護(hù)綠水青山，是我國(guó)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的理念的重要舉措。

應(yīng)用場(chǎng)景

河道生態(tài)監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)在于河道水質(zhì)與岸線生態(tài)情況兩方面，近年來(lái)隨著行業(yè)內(nèi)無(wú)人機(jī)的不斷普及與遙感技術(shù)的不斷發(fā)展，針對(duì)河道水體的流動(dòng)性、廣域性以及岸線生態(tài)環(huán)境的復(fù)雜性特點(diǎn)，結(jié)合目前傳統(tǒng)河道巡檢任務(wù)中成果形式局限、數(shù)據(jù)展示抽象等問(wèn)題，為實(shí)現(xiàn)河道污染狀況以及岸線環(huán)境狀態(tài)的深層信息獲取與直觀展示，無(wú)人機(jī)載多光譜遙感在水質(zhì)生態(tài)監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用需求主要包含：

（1）水體富營(yíng)養(yǎng)化監(jiān)測(cè)：微生物、水藻等有機(jī)生物的聚集、快速生長(zhǎng)所引起的水體中N、P元素的快速累積，破壞生態(tài)環(huán)境穩(wěn)態(tài)直至滅亡?；谠摬糠值乃w光譜反射特征差異提取富營(yíng)養(yǎng)化區(qū)域，直觀判定水體富營(yíng)養(yǎng)化程度的空間分布與面積。

（2）黑臭水體監(jiān)測(cè)： 水體遭受嚴(yán)重的有機(jī)污染時(shí)，有機(jī)物降解不完全會(huì)產(chǎn)生諸如硫化氫、氨等發(fā)臭物質(zhì)，使水體完全喪失生態(tài)功能?；谒w對(duì)在部分波段反射特征的差異性變化提取黑臭水，直觀判定水體黑臭程度的空間分布與面積。

（3）岸線綠化監(jiān)測(cè)：河岸環(huán)境是河道巡查的重點(diǎn)檢查內(nèi)容之一，岸線的綠化狀態(tài)可直接表示河道流域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。植被與裸土、建筑等地物有較大差異的光譜反射差異，基于這些差異化特征可提取植被面積與覆蓋程度。

（4）水面清潔監(jiān)測(cè)：水質(zhì)環(huán)境的改變易引起水面出現(xiàn)泡沫，同時(shí)水面垃圾、漂浮物等同樣影響水質(zhì)生態(tài)環(huán)境。水面漂浮垃圾與水體存在本質(zhì)的光譜差異，結(jié)合水面垃圾聚集漂浮的特點(diǎn)，提取后可直觀展示水面垃圾聚集點(diǎn)。

解決方案

方案概述

多光譜遙感可以獲取地物豐富的光譜信息，在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。水體組成成分不同時(shí)，對(duì)各個(gè)波段的敏感程度不同，正常水體僅在藍(lán)、綠波段呈現(xiàn)高反射特性，因水體的強(qiáng)吸收特性，使其在近紅外影像上基本呈現(xiàn)黑色。水體中不同成分的含量差異會(huì)使水體呈現(xiàn)不同的波譜特征，多光譜遙感旨在根據(jù)水體的不同組成成分，基于不同的波譜曲線與特征進(jìn)行建模，分析水污染情況。

河道監(jiān)測(cè)需進(jìn)行日常的、立體的、全面的監(jiān)測(cè)。除使用多光譜相機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集外，還可通過(guò)可見(jiàn)光相機(jī)提供高分辨率影像，與多光譜影像融合使用，滿足水體、岸線綠化、水面垃圾的精細(xì)化分類監(jiān)測(cè)需求。

不同水質(zhì)類型光譜差異

（1）水體富營(yíng)養(yǎng)化監(jiān)測(cè)： 無(wú)人機(jī)載多光譜遙感相對(duì)于可見(jiàn)光遙感可以探測(cè)水質(zhì)的不可見(jiàn)特征。譬如通過(guò)NDVI指數(shù)，可實(shí)現(xiàn)水體中富營(yíng)養(yǎng)化區(qū)域自動(dòng)提取，并依托遙感軟件的空間分布統(tǒng)計(jì)功能，直觀展示不同富營(yíng)養(yǎng)化程度的水體面積。

水體不同富營(yíng)養(yǎng)化等級(jí)光譜差異

（2）黑臭水體監(jiān)測(cè)：相較于水體富營(yíng)養(yǎng)化，黑臭水體在表觀顏色上與正常水體有更明顯的差異，可使用針對(duì)黑臭水體的BOI指數(shù)可以實(shí)現(xiàn)黑臭水體空間分布與自動(dòng)化分區(qū)面積統(tǒng)計(jì)。

水體不同黑臭等級(jí)光譜差異

（3）岸線綠化監(jiān)測(cè)：河岸兩側(cè)的植被是河道整體生態(tài)的重要組成部分，可以直觀反映河道生態(tài)系統(tǒng)的健康程度與觀賞性。河岸植被特征具有傳統(tǒng)植被的光譜特征，提取植被面積并分析其與水面線位置差異，合理評(píng)估岸線生態(tài)狀況。

（4）水面清潔監(jiān)測(cè)：水面漂浮的泡沫、垃圾大多具有聚集性漂浮的特點(diǎn)，多由塑料、有機(jī)合成物組成，各類水面垃圾的光譜特征均與水體有本質(zhì)的區(qū)別，尤其在近紅外波段反射差異明顯，基于近紅外波段的反射差異進(jìn)行水面垃圾提取并提取聚集點(diǎn)，可直接指導(dǎo)環(huán)境治理的工作人員快速進(jìn)行水面清潔。

成果形式

成果內(nèi)容成果內(nèi)容成果應(yīng)用方式
TIFF格式專題圖各類水質(zhì)分布專題圖、岸線綠化狀態(tài)專題圖、水面垃圾分布專題圖等（帶有指北針、圖例、空間分布信息統(tǒng)計(jì)）。TIFF格式專題圖可發(fā)布至水利遙感大數(shù)據(jù)云平臺(tái)，以進(jìn)行水質(zhì)信息的可視化展示、時(shí)空分析及遠(yuǎn)程應(yīng)用。
水質(zhì)分級(jí)、水面垃圾聚集點(diǎn)矢量結(jié)果各等級(jí)水質(zhì)分區(qū)矢量文件、垃圾聚集目標(biāo)提取結(jié)果矢量文件等。KML矢量文件可快速導(dǎo)入第三方移動(dòng)APP終端，實(shí)現(xiàn)敏感區(qū)域的位置標(biāo)記、一鍵導(dǎo)航。

南京躍飛智能科技有限公司是優(yōu)秀的行業(yè)無(wú)人機(jī)解決方案提供商，從事無(wú)人機(jī)產(chǎn)品軟硬件 系統(tǒng)集成和銷售，為相關(guān)行業(yè)客戶提供了大疆、科比特等多個(gè)知名品牌的無(wú)人飛行器、飛行控制系統(tǒng)、機(jī)載任 務(wù)載荷、無(wú)線數(shù)據(jù)和圖像傳輸系統(tǒng)以及專業(yè)的數(shù)據(jù)處理軟件，擁有豐富的解決方案、專業(yè)的銷售和服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。

行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域

安防巡檢/搶險(xiǎn)救災(zāi)/交通監(jiān)管/勘探測(cè)繪/環(huán)境氣象監(jiān)測(cè)/水利電力管道巡檢/光伏電站巡檢/國(guó)防安全

業(yè)務(wù)范圍

DJI大疆、工業(yè)級(jí)無(wú)人機(jī)/5G無(wú)人機(jī)通信/無(wú)人機(jī)自動(dòng)機(jī)場(chǎng)/無(wú)人機(jī)察打一體反制/無(wú)人機(jī)拓展應(yīng)用配件/ 飛行控制系統(tǒng)/機(jī)載任務(wù)載荷/無(wú)線數(shù)據(jù)/圖像傳輸系統(tǒng)/專網(wǎng)通信

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