天泉無人機(jī)遙感監(jiān)測系統(tǒng)采用技術(shù)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(jī)系統(tǒng)搭載推掃式高光譜相機(jī)時(shí)，由于無人機(jī)系統(tǒng)的震動(dòng)造成的成像質(zhì)量差的問題。為高光譜成像技術(shù)在目標(biāo)識(shí)別、等軍事領(lǐng)域，地面物體與水體遙測、現(xiàn)代精細(xì)農(nóng)業(yè)等生態(tài)環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

詳細(xì)介紹

一、工作內(nèi)容

向陽林場人工河塘利用無人機(jī)搭載高光譜遙感監(jiān)測設(shè)備進(jìn)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(xué)模型對數(shù)據(jù)進(jìn)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(shè)備安裝、靶標(biāo)布設(shè)、參數(shù)設(shè)置、航線規(guī)劃、飛行采集控制等實(shí)驗(yàn)；內(nèi)業(yè)整理包括反射率計(jì)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(yù)處理主要對外業(yè)采集的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行輻射校正、光譜定標(biāo)、反射率計(jì)算、幾何校正、影像拼接等操作，數(shù)據(jù)預(yù)處理流程見圖 1

基于經(jīng)過預(yù)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(dǎo)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(jìn)行總氮、總磷等指標(biāo)定量反演。最后對反演結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)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(shí)驗(yàn)結(jié)果見表 2

無人機(jī)高光譜 (2).jpg

三、設(shè)備服務(wù)能力

我司無人機(jī)水質(zhì)水環(huán)境高光譜遙測成套設(shè)備結(jié)合開放式多模型融合算法，可實(shí)現(xiàn)水體葉綠素、藻藍(lán)素、懸浮物、總氮、總磷、COD、氨氮、溶解有機(jī)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(shè)備性能較好，具備每小時(shí)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(shù)，以水色和黑臭指數(shù)表征水體黑臭信息，實(shí)現(xiàn)水質(zhì)數(shù)據(jù)和影像采集的同時(shí)，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(shè)備*性

本設(shè)備系統(tǒng)具有很好的擴(kuò)展性，能夠與大數(shù)據(jù)分析和預(yù)警管理平臺(tái)等其他數(shù) 據(jù)平臺(tái)通過模塊設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)無縫對接。實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)深度診斷挖掘，和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分級(jí) 預(yù)警。與衛(wèi)星遙感和傳統(tǒng)的人工監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)等聯(lián)合，升級(jí)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(yù)警平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)“數(shù)據(jù)采集-自動(dòng)分析-報(bào)告-分級(jí)預(yù) 警"等功能的無縫對接，提高對水環(huán)境適時(shí)監(jiān)測和快速預(yù)警等智慧管控能力和效率。

五、設(shè)備應(yīng)用及前景展望

本設(shè)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(jià)，水文水資源遙感評估，農(nóng)田水利規(guī)劃，水旱災(zāi)害監(jiān)測，江河冰凌泥沙監(jiān) 測，滑坡等地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急監(jiān)測等。該技術(shù)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(yīng)用。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)采集