高光谱遥感在水质监控和污染源排查中的应用研究

任务来源：

技术领域：水环境与水生态

技术来源：天津市水务局推荐

技术简介

该研究主要采用定量遥感技术，利用主流卫星遥感数据，数据源包括GF-1、GF-2、Landsat8、Sentinel-2A和“珠海一号”高光谱卫星遥感影像数据，对天津市大中型河湖水质参数，包括叶绿素a、化学需氧量（CODMn）、水华指数等进行监测，并通过星地同步地面人工采样数据进行检验。

主要性能指标

技术特色

1.对于水质定量遥感，进行针对于卫星遥感数据低值区的辐射定标，尤其是对国产卫星的遥感数据是必要的；基于天空光和标准地物的辐射定标方法可以很好地完成低值区的辐射定标。 2.精确的大气纠正是进行水质定量遥感必须解决的问题之一，由于影像覆盖的流域处于不同的地貌单元，流域水质遥感的大气纠正须考虑大气气溶胶的空间变化以及季节影响，才能到得精确的结果。 3.在精确辐射定标和大气纠正的基础之上，建立正确的水质遥感物理分析模型，有效考虑多次散射、水面镜面反射和水深的影响，就可以采用多波段数据有效地对水库COD和叶绿素含量等水质参数进行正确反演。 4.主要水质参数的遥感反演图可以很好地反映污染水体的空间分布特征，极有助于科学、准确地把握整个水体的总体污染情况；此外，根据遥感结果可以很好地识别大、中型污染源及其影响范围，对污染源的类型也有一定的反映。其结果对水库污染的治理与水库水环境的保护有用。 5.非光活性成分反演实验表明，利用间接光谱特征、采用高光谱数据对总氮、氨氮等非光活性水质成份或指标进行遥感反演也是可行的。

推广情况

项目研究的成果表明，随着水质遥感机理和模型研究的深入，可以用遥感方法提取更多的水质污染参数，使遥感监测走向精确化；同时可实现数天一次的动态监测，及时发现流域水环境的动态变化，实现对全市水域全面有效的遥感监测，为全市河湖库水质监测、黑臭水体大排查、污染源识别、水生态保护等业务应用提供技术支撑。

典型案例

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天津市水利科学研究院

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