光譜成像相機(jī)和光譜視頻監(jiān)控在水環(huán)境中的應(yīng)用

水環(huán)境監(jiān)測(cè)是指對(duì)水體的物理、化學(xué)和生物特性進(jìn)行系統(tǒng)觀測(cè)和分析的過程，以評(píng)估水體的健康狀況和水質(zhì)狀況。水環(huán)境監(jiān)測(cè)可以采用生物監(jiān)測(cè)的方法和光譜遙感技術(shù)，其中，光譜遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)的范圍更大，效率更高，從而應(yīng)用更為廣泛。光譜成像相機(jī)和光譜視頻監(jiān)控就是采用光譜成像的原理，下面就給大家介紹下光譜成像技術(shù)在水環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用。

1.水質(zhì)監(jiān)測(cè)：光譜成像技術(shù)能夠通過遙感技術(shù)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水質(zhì)，無需采集水樣，節(jié)約時(shí)間和成本。它可以直接測(cè)量水中的氨氮、總磷、總氮等指標(biāo)，甚至檢測(cè)一些難以分析的化合物，如亞硝酸鹽、硝酸鹽等。通過結(jié)合數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，可以對(duì)大量的遙感圖像進(jìn)行有效處理和分析，為水質(zhì)監(jiān)測(cè)提供全面且準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

2.水生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)：光譜成像技術(shù)能夠從空間和時(shí)間角度監(jiān)測(cè)水體的溫度、濁度、懸浮物、藻類等，反映水體的生態(tài)質(zhì)量、生物區(qū)域和分布，提供水生態(tài)系統(tǒng)的信息，例如水中生命的代謝和生長(zhǎng)狀態(tài)，以及各種水生生物的生產(chǎn)與分布情況。

3.水體污染監(jiān)測(cè)與溯源：高光譜遙感技術(shù)具有“圖譜合一”的特點(diǎn)，能夠迅速鎖定超標(biāo)污染來源，全面掌握區(qū)域水污染的整體狀態(tài)，幫助解決水污染防治和水質(zhì)達(dá)標(biāo)中的問題診斷，提供依據(jù)。通過無人機(jī)搭載成像高光譜設(shè)備，可以得到目標(biāo)區(qū)域的圖像和光譜信息，利用反演模型計(jì)算光譜，反演15種以上水質(zhì)參數(shù)，包括化學(xué)需氧量、氨氮、總磷、總氮、懸浮物、渾濁度、透明度、溶解氧、鋅、銅、鉛、葉綠素、藍(lán)藻等。

4.水體富營(yíng)養(yǎng)化監(jiān)測(cè)：高光譜技術(shù)能夠通過對(duì)水中物質(zhì)的光譜特征分析，精準(zhǔn)地檢測(cè)水中的各種污染物質(zhì)，包括石油類物質(zhì)、農(nóng)藥殘留、重金屬離子等，還可以應(yīng)用在水體富營(yíng)養(yǎng)化監(jiān)測(cè)、不同類型的水體識(shí)別、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)水質(zhì)異常、水生生物監(jiān)測(cè)等場(chǎng)景。

5.水質(zhì)參數(shù)定量化空間表達(dá)：高光譜成像儀采集水域的反射率光譜信號(hào)和代表性的測(cè)點(diǎn)采樣化驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過水體光譜特征與水質(zhì)參數(shù)濃度之間的關(guān)系，建立水質(zhì)參數(shù)反演算法，實(shí)現(xiàn)水質(zhì)參數(shù)的定量化空間表達(dá)。

6.創(chuàng)新水環(huán)境監(jiān)測(cè)模式：高光譜掃描成像遙測(cè)技術(shù)打破了傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)局限，提供了一種新的水環(huán)境監(jiān)測(cè)模式，可以應(yīng)用于河流、湖泊、水庫、近岸海域等污染空間分布、現(xiàn)狀評(píng)估、溯源分析場(chǎng)景。

綜上所述，光譜成像技術(shù)在水環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用廣泛，能夠提供實(shí)時(shí)、高效、全面的水質(zhì)監(jiān)測(cè)和分析，對(duì)于水環(huán)境保護(hù)和管理具有重要意義。

審核編輯 黃宇