天泉無人機遙感監(jiān)測系統(tǒng)采用技術的內(nèi)置掃描系統(tǒng)和增穩(wěn)系統(tǒng)，成功克服了小型無人機系統(tǒng)搭載推掃式高光譜相機時，由于無人機系統(tǒng)的震動造成的成像質(zhì)量差的問題。為高光譜成像技術在目標識別、等軍事領域，地面物體與水體遙測、現(xiàn)代精細農(nóng)業(yè)等生態(tài)環(huán)境監(jiān)測等領域的廣泛應用奠定了基礎。

詳細介紹

一、工作內(nèi)容

向陽林場人工河塘利用無人機搭載高光譜遙感監(jiān)測設備進行總氮（TN）、總磷(TP)等數(shù)據(jù)采集和測量，然后通過 GIS 軟件、空間分析數(shù)學模型對數(shù)據(jù)進行分析，生成遙測水域的水質(zhì)空間分布圖。外業(yè)數(shù)據(jù)采集工作主要涉及到設備安裝、靶標布設、參數(shù)設置、航線規(guī)劃、飛行采集控制等實驗；內(nèi)業(yè)整理包括反射率計算、幾何校正、影像拼接、參數(shù)反演等工作，最終生成 BIL 格式的數(shù)據(jù)產(chǎn)品及水質(zhì)多參數(shù)可視化數(shù)據(jù)。

二、數(shù)據(jù)處理及結(jié)果

高光譜遙感數(shù)據(jù)預處理主要對外業(yè)采集的原始數(shù)據(jù)進行輻射校正、光譜定標、反射率計算、幾何校正、影像拼接等操作，數(shù)據(jù)預處理流程見圖 1

基于經(jīng)過預處理的高光譜反射率數(shù)據(jù)使用 NDWI 指數(shù)和閾值法提取水邊界。然后分別導入我公司開發(fā)的各水質(zhì)參數(shù)開放式反演算法，對提取的水體高光譜數(shù) 據(jù)進行總氮、總磷等指標定量反演。最后對反演結(jié)果進行統(tǒng)計學分析和評估，結(jié)合衛(wèi)星地圖或正射地圖，制成水體各參數(shù)的可視化效果影像，本次實驗結(jié)果見表 2

無人機高光譜 (2).jpg

三、設備服務能力

我司無人機水質(zhì)水環(huán)境高光譜遙測成套設備結(jié)合開放式多模型融合算法，可實現(xiàn)水體葉綠素、藻藍素、懸浮物、總氮、總磷、COD、氨氮、溶解有機物、植被覆蓋度等水質(zhì)水生態(tài)多參數(shù)和影像的高效同步采集。設備性能較好，具備每小時長 50 公里，面積 20 平方公里的飛行作業(yè)效率，以及地基每分鐘一次的數(shù)據(jù) 采集能力。結(jié)合空間分析可視化展示技術，以水色和黑臭指數(shù)表征水體黑臭信息，實現(xiàn)水質(zhì)數(shù)據(jù)和影像采集的同時，完成對排污口檢查，尤其是被隱藏的排污口，從而深度揭示黑臭水體空間分布和程度等信息，為環(huán)保等提供直接的證據(jù)。

四、設備*性

本設備系統(tǒng)具有很好的擴展性，能夠與大數(shù)據(jù)分析和預警管理平臺等其他數(shù) 據(jù)平臺通過模塊設計實現(xiàn)無縫對接。實現(xiàn)對數(shù)據(jù)深度診斷挖掘，和生態(tài)風險分級預警。與衛(wèi)星遙感和傳統(tǒng)的人工監(jiān)測網(wǎng)絡等聯(lián)合，升級構(gòu)建“天-空-地-水"一體化水生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)智能管控預警平臺，實現(xiàn)“數(shù)據(jù)采集-自動分析-報告-分級預警"等功能的無縫對接，提高對水環(huán)境適時監(jiān)測和快速預警等智慧管控能力和效率。

五、設備應用及前景展望

本設備適用于各種水體的水環(huán)境和水質(zhì)監(jiān)測，污染口排查與追溯，水生態(tài)健康評價，水文水資源遙感評估，農(nóng)田水利規(guī)劃，水旱災害監(jiān)測，江河冰凌泥沙監(jiān) 測，滑坡等地質(zhì)災害應急監(jiān)測等。該技術在廣東省鶴山市和中山市、福建省泉州和寧德、山東漳衛(wèi)新河、河南信陽、青海省青海湖和湖北省武漢市等地得到了廣泛應用。

關鍵詞：數(shù)據(jù)采集