基于無(wú)人機(jī)遙感的水質(zhì)監(jiān)測(cè)信息集成與應(yīng)用

聞 亮，李 勝，陳 清，姚文才

(1.江蘇省水文水資源勘測(cè)局，江蘇 南京 210029；2.南京金水尚陽(yáng)信息技術(shù)有限公司，江蘇 南京 210014)

水污染是阻礙人類社會(huì)發(fā)展和自然環(huán)境保護(hù)的重要難題，伴隨著社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展，環(huán)境保護(hù)的重要性逐漸提高，而水質(zhì)監(jiān)測(cè)提供的水環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是有效實(shí)施保護(hù)措施以及控制水污染的決策依據(jù)。因此，實(shí)現(xiàn)對(duì)湖泊水功能區(qū)水體大范圍快速、有效的監(jiān)測(cè)對(duì)保障國(guó)民用水安全、切實(shí)實(shí)施水資源管理制度以及推進(jìn)水生態(tài)文明建設(shè)具有重要意義[1]。目前，我國(guó)各地方環(huán)境保護(hù)部門和水利部門大部分采用的是定點(diǎn)定時(shí)的監(jiān)測(cè)模式[2]，即在水域內(nèi)定點(diǎn)定剖面地進(jìn)行定時(shí)監(jiān)測(cè)。但是這種方法存在一定的局限性。如，水質(zhì)樣品基本上都是在固定站在某一固定時(shí)間采集獲得，很難真實(shí)地反映出水質(zhì)的時(shí)空連續(xù)性和動(dòng)態(tài)分布的特征[3]；無(wú)法對(duì)以排污口為代表的分散式污染和各類突發(fā)性污染的事件進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控等，這些實(shí)際問題在平原河湖的水質(zhì)監(jiān)測(cè)中尤為突出。在此背景下，改進(jìn)水環(huán)境監(jiān)測(cè)手段、采取更加有效的數(shù)據(jù)集成管理方法已顯得尤為重要。

近年來(lái)，隨著3S(GIS，RS，GPS)、無(wú)人機(jī)與遙感等技術(shù)的快速發(fā)展，產(chǎn)生了多樣化的實(shí)時(shí)水質(zhì)監(jiān)測(cè)方法?？紤]到設(shè)備成本、監(jiān)測(cè)效率、應(yīng)用范圍等多種因素，無(wú)人機(jī)與遙感技術(shù)結(jié)合產(chǎn)生的無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)是目前比較流行的信息采集手段，該方法具有高時(shí)效、高時(shí)空分辨率、云下低空飛行、高機(jī)動(dòng)性等優(yōu)勢(shì)，可以對(duì)實(shí)現(xiàn)連續(xù)性的在線水質(zhì)監(jiān)測(cè)起重要的輔助作用[4-5]。本文在無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，提出了一種空地協(xié)同的多源水質(zhì)監(jiān)測(cè)信息集成技術(shù)，并選擇太湖作為實(shí)驗(yàn)區(qū)域，旨在尋找高效的水質(zhì)數(shù)據(jù)采集、集成管理方法，進(jìn)一步提高水質(zhì)信息分析結(jié)果的準(zhǔn)確度與廣泛度，為內(nèi)陸水體采取合適的防治手段提供可靠的決策依據(jù)。

1 無(wú)人機(jī)遙感監(jiān)測(cè)平臺(tái)

1.1 無(wú)人機(jī)遙感的優(yōu)勢(shì)

遙感技術(shù)，即非接觸遙感技術(shù)，通過(guò)其搭載的傳感器來(lái)捕獲地表信息，進(jìn)而進(jìn)行數(shù)字化提取來(lái)獲取所需要的產(chǎn)品[6]，目前正被廣泛應(yīng)用于水質(zhì)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，包括水質(zhì)要素(總磷、總氮、濁度等)的參數(shù)反演以及濃度空間分布圖的建議等，取得了較多的成果[7-9]。但是衛(wèi)星遙感影像易受大氣云層影響，存在影像數(shù)據(jù)獲取周期較長(zhǎng)以及時(shí)間分辨率約束等問題，無(wú)法及時(shí)檢測(cè)水質(zhì)污染等狀況[10]。隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)的日益普及，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)是指以無(wú)人駕駛飛行器為搭載平臺(tái)，搭載數(shù)碼相機(jī)、多光譜成像載荷等數(shù)字遙感設(shè)備來(lái)進(jìn)行空中拍攝和記錄，捕獲地表信息，并通過(guò)遙感技術(shù)對(duì)影像數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化處理來(lái)提取所需要的監(jiān)測(cè)信息。與傳統(tǒng)的以衛(wèi)星為平臺(tái)的航天遙感相比，無(wú)人機(jī)遙感具有可在云下低空飛行的能力，可以實(shí)現(xiàn)云層下成像，彌補(bǔ)了衛(wèi)星光學(xué)遙感和普通航空攝影經(jīng)常受云層遮擋獲取不到影像的缺陷。同時(shí)，無(wú)人機(jī)不僅能夠從地面幾米高處獲取足夠高分辨率地面影像(可達(dá)到厘米級(jí))，還能第一時(shí)間獲取資源變化數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)傳輸影像到地面終端或在較短時(shí)間內(nèi)完成整個(gè)目標(biāo)區(qū)域的調(diào)查，其高時(shí)效、高時(shí)空分辨率特點(diǎn)，也是有固定重訪周期且離地幾百公里的傳統(tǒng)衛(wèi)星遙感所無(wú)法比擬的[11]。此外，機(jī)動(dòng)靈活、體積小、消耗低、監(jiān)控范圍廣、運(yùn)行成本低、能大量節(jié)省人工監(jiān)測(cè)時(shí)間等也均為小型無(wú)人機(jī)遙感的優(yōu)點(diǎn)。無(wú)人機(jī)遙感作為衛(wèi)星遙感和有人機(jī)航空遙感的有益補(bǔ)充，是多尺度遙感家族中的重要成員，為水質(zhì)參數(shù)的監(jiān)測(cè)提供了新的技術(shù)手段。

1.2 監(jiān)測(cè)平臺(tái)構(gòu)成及應(yīng)用

無(wú)人機(jī)遙感監(jiān)測(cè)平臺(tái)是指以無(wú)人機(jī)為飛行平臺(tái)、以各種光學(xué)影像傳感器為任務(wù)設(shè)備的航空遙感信息獲取平臺(tái)，一般由無(wú)人機(jī)平臺(tái)、機(jī)載系統(tǒng)與地面數(shù)據(jù)中心三大部分組成[12]，具體構(gòu)成如圖1所示。

圖1 無(wú)人機(jī)遙感監(jiān)測(cè)平臺(tái)的構(gòu)成

其中，無(wú)人機(jī)屬于飛行平臺(tái)，是進(jìn)行遙感監(jiān)測(cè)的載體工具；機(jī)載系統(tǒng)包括機(jī)載儀器和機(jī)載控制系統(tǒng)，用于監(jiān)測(cè)信息的采集與傳輸；地面數(shù)據(jù)中心包括地面控制站、地面數(shù)據(jù)接收與處理中心、數(shù)據(jù)管理中心與數(shù)據(jù)處理中心。該監(jiān)測(cè)平臺(tái)可以完成水質(zhì)遙感信息的自動(dòng)化、智能化獲取，以及水質(zhì)數(shù)據(jù)的處理、建模、應(yīng)用分析。

通過(guò)無(wú)人機(jī)遙感監(jiān)測(cè)平臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)在城市復(fù)雜電磁環(huán)境下的安全飛行，在適應(yīng)城市河道與內(nèi)陸湖泊水體的各種復(fù)雜環(huán)境的基礎(chǔ)上進(jìn)行無(wú)死角飛行監(jiān)測(cè)，同時(shí)利用機(jī)載系統(tǒng)中的各種光學(xué)設(shè)備可以獲取表層水體污染情況、沿湖兩岸的各類污染源等信息[13-14]。其具體應(yīng)用方式為：根據(jù)監(jiān)測(cè)需求以及測(cè)區(qū)地形等資料，在監(jiān)測(cè)區(qū)域設(shè)置采樣點(diǎn)，并對(duì)相應(yīng)的控制點(diǎn)、飛行高度和航攝區(qū)域以及航線等進(jìn)行擬定，利用無(wú)人機(jī)搭載多光譜傳感器等光學(xué)設(shè)備沿指定線路拍攝監(jiān)測(cè)區(qū)域的遙感圖像，對(duì)所獲取的圖像進(jìn)行輻射校正處理得到光譜反射率數(shù)據(jù)，之后可以根據(jù)需求，一方面對(duì)獲取的區(qū)域光譜數(shù)據(jù)與水質(zhì)要素(總磷、懸浮物濃度、濁度等)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)做Person相關(guān)性分析，并擬合構(gòu)建反演模型，使模型可以將獲取的拍攝圖片轉(zhuǎn)換成水質(zhì)要素濃度值(總磷、懸浮物濃度、濁度等)；另一方面可以通過(guò)常規(guī)監(jiān)測(cè)與光譜測(cè)試的結(jié)合，通過(guò)分析藻類等污染物在不同濃度下的光譜曲線及其光譜特性相應(yīng)于聚集密度的變化規(guī)律，實(shí)現(xiàn)多光譜成像載荷對(duì)于藻類的覆蓋范圍等指標(biāo)信息的提取。

2 多源水質(zhì)監(jiān)測(cè)信息集成體系

無(wú)人機(jī)遙感作為水質(zhì)監(jiān)測(cè)的手段之一，在應(yīng)用中也存在一定的局限性。通過(guò)無(wú)人機(jī)遙感監(jiān)測(cè)可以對(duì)水體藻類的覆蓋范圍與密度分級(jí)等進(jìn)行判斷，但難以單單依據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果判定藻類的引發(fā)因素，需要結(jié)合地面調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步分析。而且，為了高度實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)巡檢遙感的自動(dòng)化程度，也需要由平臺(tái)依據(jù)對(duì)水質(zhì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析得到的重點(diǎn)觀察區(qū)域來(lái)自動(dòng)劃定計(jì)算無(wú)人機(jī)巡檢范圍。因此，在無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)構(gòu)建空地協(xié)同的水質(zhì)監(jiān)測(cè)信息集成體系實(shí)現(xiàn)多源水質(zhì)監(jiān)測(cè)信息的集成，進(jìn)一步提高水質(zhì)遙感信息的監(jiān)測(cè)與分析質(zhì)量，為采取合適的防治手段提供可靠的決策依據(jù)。

構(gòu)建空地協(xié)同的水質(zhì)監(jiān)測(cè)信息集成體系，即通過(guò)互聯(lián)技術(shù)實(shí)現(xiàn)空基(無(wú)人機(jī)多光譜監(jiān)測(cè)信息)與地基(傳統(tǒng)地面監(jiān)測(cè)信息)的集成，包括數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)等，其體系結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)傳輸流程如圖2所示。

圖2 水質(zhì)監(jiān)測(cè)信息集成體系結(jié)構(gòu)

2.1 空基

包括無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)模塊和無(wú)人機(jī)遙感載荷模塊。無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)模塊:搭載有GPS系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)、傳感器、伺服作動(dòng)等飛控設(shè)備，確保無(wú)人機(jī)飛行姿態(tài)的穩(wěn)定與控制;無(wú)人機(jī)遙感載荷模塊：根據(jù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)的任務(wù)需求，搭載有空中拍照單元、空中攝像單元、多光譜載荷等遙感載荷。

2.2 地基

包括地面光譜采集模塊、地面移動(dòng)保障模塊、數(shù)據(jù)中心模塊與互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)共享模塊。地面光譜采集模塊：用于地面光譜實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的采集與傳輸;地面移動(dòng)保障模塊：用于維護(hù)數(shù)據(jù)移動(dòng)通信設(shè)備的正常運(yùn)行，保證遙感數(shù)據(jù)的傳輸與處理;數(shù)據(jù)中心模塊：用于存儲(chǔ)、管理采集到的空基與地基遙感數(shù)據(jù);互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)共享模塊：用于地面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)氣象數(shù)據(jù)等查詢、采集，以及利用互聯(lián)技術(shù)實(shí)現(xiàn)地基數(shù)據(jù)中心模塊與網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)共享、交換與聯(lián)動(dòng)。

該水質(zhì)監(jiān)測(cè)信息集成體系利用互聯(lián)技術(shù)對(duì)航空(無(wú)人機(jī))、地面(人工采樣設(shè)備、自動(dòng)監(jiān)測(cè)站等)等多種多尺度全空域監(jiān)測(cè)手段進(jìn)行信息集成，實(shí)現(xiàn)場(chǎng)地輻射定標(biāo)和交叉定標(biāo)結(jié)合、同步測(cè)量氣象參數(shù)等多源數(shù)據(jù)的共享與分析。通過(guò)建設(shè)共享交換數(shù)據(jù)庫(kù)(數(shù)據(jù)采集分系統(tǒng)與數(shù)據(jù)處理應(yīng)用分系統(tǒng))，把各類水質(zhì)數(shù)據(jù)按定制的交換規(guī)則同步推送到共享交換數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)(數(shù)據(jù)交換接口)實(shí)現(xiàn)多源水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的集成與交換，從而提高無(wú)人機(jī)遙感數(shù)據(jù)的輻射質(zhì)量，進(jìn)一步保證多尺度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的高精度要求，實(shí)現(xiàn)空地協(xié)同監(jiān)測(cè)。

3 應(yīng)用案例分析

3.1 應(yīng)用區(qū)域特點(diǎn)與需求

太湖位于長(zhǎng)江三角洲的南緣，流域面積3.69萬(wàn)km2，其中江蘇省境內(nèi)占約53%[15]。作為全國(guó)五大淡水湖之一，太湖在淡水供給、水產(chǎn)品養(yǎng)殖等各個(gè)方面具有重要的作用，是長(zhǎng)江三角洲地區(qū)的重要水源地。近10多年來(lái)，隨著太湖地區(qū)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，太湖水體受到了不同程度的污染，尤其是水體富營(yíng)養(yǎng)化程度日益嚴(yán)重，如太湖北部的梅粱灣湖區(qū)暴發(fā)過(guò)的大規(guī)模的藍(lán)藻水華現(xiàn)象，為當(dāng)?shù)氐纳a(chǎn)和生活造成了非常大的影響，為此內(nèi)陸水體的監(jiān)測(cè)和治理得到了越來(lái)越多的重視[16]。江蘇省到2011年已完成太湖防治工程1 050個(gè)，根據(jù)國(guó)家防治太湖的總體方案及江蘇省制訂的實(shí)施方案，到2020年，江蘇共要實(shí)施近1 800個(gè)太湖防治項(xiàng)目。除水體防治工程外，太湖水質(zhì)監(jiān)測(cè)也是重要環(huán)節(jié)，湖泊和河流的監(jiān)測(cè)不僅可以幫助更好地理解環(huán)境變化對(duì)淡水生態(tài)系統(tǒng)的影響，而且能夠?yàn)榄h(huán)境預(yù)測(cè)提供豐富的信息。因此，提高太湖水體監(jiān)測(cè)的范圍和效率成為當(dāng)前的重要需求。

目前太湖的水體監(jiān)測(cè)和湖泛巡查單純依靠船只巡湖模式進(jìn)行定點(diǎn)定期現(xiàn)場(chǎng)采樣，采集來(lái)源于手段過(guò)于單一化，且巡查過(guò)程中的水質(zhì)信息采集標(biāo)準(zhǔn)化程度低等，導(dǎo)致太湖水體監(jiān)測(cè)工作存在著水質(zhì)信息源頭工作復(fù)雜度高且水質(zhì)信息處理、管理模式封閉而復(fù)雜的問題。在此背景下，改進(jìn)水環(huán)境監(jiān)測(cè)手段，采取更加有效的數(shù)據(jù)采集、集成管理方法已顯得尤為重要。鑒于太湖的水質(zhì)情況與藻類監(jiān)測(cè)需求，參照《水質(zhì)采樣方案設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》，采用本文提出的基于無(wú)人機(jī)遙感的水質(zhì)監(jiān)測(cè)信息集成體系實(shí)現(xiàn)多源水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的獲取與同步分析。

3.2 無(wú)人機(jī)的選型及飛行

考慮到太湖區(qū)域的地形地貌特征，選擇小型無(wú)人機(jī)為飛行平臺(tái)，搭載多光譜相機(jī)，低空飛行獲取小范圍、高分辨率、高覆蓋率的多光譜圖像。其中，考慮到國(guó)內(nèi)太湖藍(lán)藻衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)中公認(rèn)的特征波段范圍[17]，多光譜相機(jī)選用的是美國(guó)Mica Sense公司生產(chǎn)的Mica Sense Red Edge。無(wú)人機(jī)的飛行控制器采用全套慣性傳感器，包括磁場(chǎng)傳感器、陀螺儀、三維加速傳感器等，擁有精準(zhǔn)的控制能力，負(fù)責(zé)處理接入信號(hào)，完成航向控制，保障飛行器穩(wěn)定飛行，并控制相機(jī)吊架以及相機(jī)快門等，其主要性能指標(biāo)如表1所示。

表1 無(wú)人機(jī)監(jiān)測(cè)平臺(tái)主要性能指標(biāo)

監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集區(qū)域位于太湖，根據(jù)地面觀測(cè)到的水質(zhì)參數(shù)，在設(shè)定的監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)設(shè)置了7個(gè)水質(zhì)實(shí)測(cè)點(diǎn)以及相應(yīng)的起降點(diǎn)與航行路線。在晴朗無(wú)風(fēng)且視野較好的試驗(yàn)時(shí)間中，利用無(wú)人機(jī)在監(jiān)測(cè)區(qū)域上空拍攝影像數(shù)據(jù)，采用70°向下視角進(jìn)行飛行拍攝，巡航速度最快可以達(dá)到100 km/h。為確保影像較高重疊度及清晰度，預(yù)設(shè)飛行相對(duì)航高為120 m，航向重疊為90%以上，旁向重疊為50%以上，兩次航飛，南北向共飛行68條航帶。在飛行過(guò)程中，為提高無(wú)人機(jī)影像的清晰度，搭載的相機(jī)快門速度設(shè)置為1/1 500 s。

3.3 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的集成與分析

需要進(jìn)行處理、分析的水質(zhì)監(jiān)測(cè)信息主要分為無(wú)人機(jī)遙感數(shù)據(jù)與地面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)兩部分。無(wú)人機(jī)遙感數(shù)據(jù)采用與多光譜傳感器配套的軟件對(duì)影像進(jìn)行導(dǎo)出，進(jìn)行輻射校正后即可得到光譜反射率數(shù)據(jù)[18]。地面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)主要包括水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站數(shù)據(jù)與人工探測(cè)儀器采集數(shù)據(jù)，自動(dòng)監(jiān)測(cè)站的綜合性在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠在線連續(xù)監(jiān)測(cè)、存儲(chǔ)并遠(yuǎn)程傳輸各項(xiàng)水質(zhì)數(shù)據(jù)，而人工測(cè)點(diǎn)采集數(shù)據(jù)主要依托物聯(lián)網(wǎng)+技術(shù)，利用嵌入式物聯(lián)網(wǎng)化采集模塊，實(shí)現(xiàn)水質(zhì)采集儀器的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與上傳?；跓o(wú)人機(jī)遙感的水質(zhì)監(jiān)測(cè)信息集成體系主要通過(guò)TCP/IP將采集的無(wú)人機(jī)遙感數(shù)據(jù)與地面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到監(jiān)測(cè)控制中心，監(jiān)測(cè)控制中心將接收到的水質(zhì)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)一定的分析處理后在應(yīng)用平臺(tái)等界面顯示，以達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的作用。水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的集成由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、網(wǎng)絡(luò)通道、平臺(tái)系統(tǒng)共同完成，監(jiān)測(cè)中心通過(guò)網(wǎng)絡(luò)向終端發(fā)送一個(gè)立即傳送命令，平臺(tái)系統(tǒng)對(duì)命令進(jìn)行處理后發(fā)出消息，激活數(shù)據(jù)處理任務(wù)，接著發(fā)消息激活網(wǎng)絡(luò)，TCP/IP開始發(fā)送數(shù)據(jù)。這種集成方式不僅實(shí)時(shí)性好，而且不會(huì)占用太多的系統(tǒng)資源和網(wǎng)絡(luò)資源。

基于無(wú)人機(jī)遙感的水質(zhì)監(jiān)測(cè)信息集成體系可以應(yīng)用于對(duì)太湖水體中藻類的覆蓋范圍等指標(biāo)的提取。通過(guò)對(duì)所監(jiān)測(cè)的太湖水體在紅光、綠光、藍(lán)光波段的波譜分析可知，由于葉綠素a的原因，如表2所示，含藍(lán)藻水體在綠光波段具有很高的反射率，而在紅光和藍(lán)光波段差別不大。同時(shí)，通過(guò)先驗(yàn)知識(shí)可知生長(zhǎng)在水體中的藍(lán)藻在540～560 nm、690～720 nm波長(zhǎng)的波段具有很明顯的反射率，在430～470 nm，630～660 nm波長(zhǎng)的波段具有明顯的吸收[19]。在此理論基礎(chǔ)上，直接采用主流的波段區(qū)間和成像方法進(jìn)行遙感數(shù)據(jù)分析與藻類提取。

表2 太湖監(jiān)測(cè)點(diǎn)部分水質(zhì)要素實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)

圖3為太湖水體遙感信息的藍(lán)藻提取圖像，由于礦物質(zhì)離子的原因，水色本身偏綠，在真彩色圖像中，藍(lán)藻水華并不明顯，如圖3(a)；利用近紅外波段對(duì)于葉綠素高靈敏度的特性，合成彩紅外假彩色圖像，發(fā)現(xiàn)藍(lán)藻清晰可見，呈亮紅色，與水體明顯分隔，如圖3(b)；運(yùn)用光譜信息差異進(jìn)行圖像分割，并分類后，得到藍(lán)藻的覆蓋區(qū)域，如圖3(c)；將提取的覆蓋范圍與真彩色圖像進(jìn)行疊加，可以觀察水華覆蓋的真實(shí)區(qū)域，如圖3(d)。結(jié)果表明，多光譜載荷對(duì)于對(duì)于藻類的覆蓋范圍等指標(biāo)有較好的提取能力。通過(guò)無(wú)人機(jī)遙感數(shù)據(jù)確認(rèn)藻類覆蓋范圍后，根據(jù)互聯(lián)技術(shù)獲取相應(yīng)地點(diǎn)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)站、人工采樣點(diǎn)等數(shù)據(jù)，將水質(zhì)要素(總磷、懸浮物濃度、濁度等)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與相應(yīng)的光譜反射率數(shù)據(jù)結(jié)合進(jìn)行相關(guān)性分析，對(duì)水質(zhì)要素濃度值(總磷、懸浮物濃度、濁度等)以及藍(lán)藻引發(fā)因素進(jìn)行進(jìn)一步分析與確定。

圖3 水域的藍(lán)藻提取圖像

4 結(jié) 語(yǔ)

水質(zhì)監(jiān)測(cè)是水質(zhì)評(píng)價(jià)與水污染防治的主要依據(jù)，尤其對(duì)于內(nèi)陸水體，準(zhǔn)確、快捷的水質(zhì)監(jiān)測(cè)顯得尤為重要。本文在目前應(yīng)用日益廣泛的無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的基礎(chǔ)上，一方面充分利用無(wú)人機(jī)遙感在水質(zhì)監(jiān)測(cè)方面的優(yōu)勢(shì)，一方面又考慮其數(shù)據(jù)分析成果的局限性，提出了多源水質(zhì)監(jiān)測(cè)信息集成體系，重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)遙感信息與地面采集信息的數(shù)據(jù)集成、交換。選擇太湖作為應(yīng)用實(shí)驗(yàn)區(qū)域，研究表明，該體系不僅能夠提高無(wú)人機(jī)遙感數(shù)據(jù)的輻射質(zhì)量，進(jìn)一步保證多尺度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的高精度要求，還可以對(duì)水質(zhì)監(jiān)測(cè)中的水質(zhì)要素濃度值、藻類的覆蓋范圍及成因分析等信息有較好的提取效果，可以廣泛應(yīng)用于內(nèi)陸水體的水質(zhì)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與污染預(yù)警巡查。