基于測繪無人機(jī)的土壤有機(jī)污染遠(yuǎn)程檢測技術(shù)研究

陳靜 王衛(wèi)民

摘要：由于污染防治策略的制定需要建立在污染種類、含量已知的前提下，故提出基于測繪無人機(jī)的土壤有機(jī)污染遠(yuǎn)程檢測技術(shù)研究。搭建土壤有機(jī)污染遠(yuǎn)程檢測框架；采用測繪無人機(jī)搭載XRF光譜分析儀采集土壤光譜數(shù)據(jù)；通過小波變換算法與懲罰最小二乘算法提取土壤光譜數(shù)據(jù)特征，識別待檢測土壤中合有的有機(jī)污染物質(zhì)并計(jì)算其含量，實(shí)現(xiàn)土壤有機(jī)污染的遠(yuǎn)程檢測。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示：應(yīng)用所提技術(shù)后，有機(jī)污染物質(zhì)識別錯誤比例最小值為0.56%，三氯乙醛含量檢測結(jié)果與實(shí)際檢測結(jié)果誤差為0%，充分證實(shí)了所提技術(shù)具備更好的應(yīng)用性能。

關(guān)鍵詞：XRF光譜分析儀；土壤環(huán)境；污染遠(yuǎn)程檢測；測繪無人機(jī)；有機(jī)污染物

中圖分類號：X833 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

前言

土壤是人類生存的必要物質(zhì)基礎(chǔ)，也是人類生產(chǎn)與生活的基本保證。隨著經(jīng)濟(jì)水平的飛速發(fā)展，土壤污染問題逐漸嚴(yán)重，尤其是土壤有機(jī)污染，會威脅到植物的生長質(zhì)量與速度。在生物富集作用下，土壤中的部分有機(jī)污染物質(zhì)還會通過生物鏈進(jìn)人人體，影響人類的身體健康。土壤有機(jī)污染主要分為易分解類和難分解類兩大類，一般情況下，有機(jī)污染物能夠通過微生物轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，但是仍然存在部分未轉(zhuǎn)化有機(jī)污染物，會降低農(nóng)作物的產(chǎn)量，并殘留在植物中，通過生物鏈進(jìn)行污染傳播。

為了提升農(nóng)作物的產(chǎn)量，農(nóng)藥化肥被大量使用，致使土壤有機(jī)污染程度逐漸加重。要想制定出精準(zhǔn)的土壤有機(jī)污染防治策略，需要對土壤有機(jī)污染進(jìn)行準(zhǔn)確檢測。常規(guī)檢測技術(shù)成本較高、檢測周期較長，且較易對土壤產(chǎn)生二次污染，已經(jīng)難以滿足現(xiàn)今土壤有機(jī)污染的防治需求，故基于測繪無人機(jī)對土壤有機(jī)污染遠(yuǎn)程檢測技術(shù)研究。采用測繪無人機(jī)搭載XRF光譜分析儀，結(jié)合多種傳感設(shè)備，通過光譜數(shù)據(jù)的獲取及其處理，實(shí)現(xiàn)土壤有機(jī)污染的遠(yuǎn)程檢測，為土壤有機(jī)污染防治策略制定提供支撐，也為農(nóng)作物、人類身體安全提供有效保障。