Маніторынг забруджвання вады ў рэках Вэйхэ, Цзінхэ і Бахэ ў правінцыі Шэньсі

З улікам урбанізацыі і эканамічнага росту забруджванне вады стала ключавым фактарам, які абмяжоўвае ўстойлівае развіццё гарадоў. Анлайн-маніторынг якасці вады, які характарызуецца аўтаматызацыяй, гнуткасцю, хуткасцю, выяўленнем у рэжыме рэальнага часу і аналізам на месцы, стаў запатрабаваным і развіваючымся трэндам у маніторынгу якасці вады ў гарадах. Гіперспектральныя прыборы, здольныя атрымліваць бесперапынную спектральную інфармацыю аб мэтавых аб'ектах, выкарыстоўваюцца ў такіх галінах, як маніторынг навакольнага асяроддзя. Гэта перадавыя прылады дыстанцыйнага зандзіравання, якія ўсё часцей прымяняюцца ў маніторынгу навакольнага асяроддзя.

Перавагі гіперспектральнага маніторынгу забруджвання вады

Гіперспектральныя тамаграфы маюць наступныя перавагі пры выяўленні забруджвання вады ў рэках і азёрах:
1. Хуткае атрыманне інфармацыі аб якасці вады ў вялікіх маштабах: гіперспектральныя тамаграфікі могуць атрымліваць інфармацыю аб якасці вады ў вялікіх маштабах за кароткі час, павышаючы эфектыўнасць і ахоп маніторынгу якасці вады.
2. Дакладная ідэнтыфікацыя забруджвальных рэчываў: Атрымліваючы спектральную інфармацыю аб мэтавым вадаёме, гіперспектральны тамаграф можа дакладна ідэнтыфікаваць забруджвальныя рэчывы ў вадзе, такія як цяжкія металы і арганічныя рэчывы, што забяспечвае значную падтрымку ў дыягностыцы праблем забруджвання вады.
3. Маніторынг змяненняў якасці вады ў рэжыме рэальнага часу: гіперспектральныя тамаграфікі могуць кантраляваць змены якасці вады ў рэжыме рэальнага часу, своечасова выяўляць праблемы забруджвання вады і прадастаўляць важныя дадзеныя для ранняга папярэджання аб забруджванні вады і рэагавання на надзвычайныя сітуацыі.

Метады прымянення гіперспектральнага маніторынгу забруджвання вады

1. Збор і апрацоўка дадзеных
   Пры выкарыстанні гіперспектральных тамаграфаў для выяўлення забруджвання вады ў рэках і азёрах першым крокам з'яўляецца выбар адпаведнага абсталявання і метадаў збору дадзеных для забеспячэння дакладнасці і надзейнасці спектральных дадзеных. Пасля гэтага атрыманыя спектральныя дадзеныя неабходна папярэдне апрацаваць, у тым ліку выдаліць шум і правесці спектральную каліброўку, каб палепшыць якасць і дакладнасць дадзеных.
   2. Інверсія параметраў якасці вады
   Шляхам аналізу і інверсіі папярэдне апрацаваных спектральных дадзеных можна атрымаць ключавыя параметры якасці вады, такія як канцэнтрацыя хларафіла а, канцэнтрацыя завіслых цвёрдых рэчываў і празрыстасць. Гэтыя параметры якасці вады карэлююць з канцэнтрацыяй забруджвальных рэчываў у вадзе, і шляхам маніторынгу і аналізу гэтых параметраў можна ўскосна вызначыць стан забруджвання вадаёма.

Метады прымянення гіперспектральнага маніторынгу забруджвання вады

3. Ідэнтыфікацыя і класіфікацыя забруджвальных рэчываў
   На падставе спектральнай інфармацыі, атрыманай гіперспектральным тамаграфам, можна далей ідэнтыфікаваць і класіфікаваць забруджвальныя рэчывы ў вадаёмах. Параўноўваючы і аналізуючы спектральныя характарыстыкі розных забруджвальнікаў, можна дасягнуць дакладнай ідэнтыфікацыі і класіфікацыі забруджвальных рэчываў у вадаёмах, што забяспечвае значную падтрымку ў дыягностыцы праблем забруджвання вады.
   4. Ацэнка забруджвання вады і ранняе папярэджанне
   Пасля ідэнтыфікацыі і класіфікацыі забруджвальных рэчываў у водных аб'ектах можна правесці комплексную ацэнку стану забруджвання вады. Аб'яднаўшы вынікі інверсіі параметраў якасці вады і ідэнтыфікацыі забруджвальных рэчываў, можна стварыць мадэль ацэнкі забруджвання вады для колькаснай ацэнкі ступені забруджвання вады. Адначасова, на аснове дадзеных маніторынгу якасці вады ў рэжыме рэальнага часу і мадэлі ацэнкі забруджвання, можна пабудаваць сістэму ранняга папярэджання аб забруджванні вады, каб своечасова выяўляць праблемы забруджвання вады і прымаць адпаведныя контрмеры.

Аэракасмічная кампанія Zhongke Xiguang - Маніторынг забруджвання вады

Сіаньская аэракасмічная каманда Кітайскай акадэміі навук выкарыстала гіперспектральную тэхналогію дыстанцыйнага зандзіравання для кантролю ўзроўню забруджвання рэк Вэйхэ, Цзінхэ і Бахэ ў ваколіцах паветаў Ланьцянь і Цзін'ян у правінцыі Шэньсі. Аналіз лічбаў паказвае, што агульны стан вады ў басейнах рэк Вэйхэ, Цзінхэ і Бахэ добры. Якасць вады ў рацэ Цзінхэ адносна лепшая, у той час як мутнасць на некаторых участках ракі Бахэ адносна высокая, але агульная тэндэнцыя добрая. 

Сёння гіперспектральныя тамаграфіі, як перадавая тэхналогія дыстанцыйнага зандзіравання, маюць шырокія перспектывы прымянення і значную практычную каштоўнасць у выяўленні забруджвання вады ў рэках і азёрах. Дзякуючы пастаяннай аптымізацыі і ўдасканаленню адпаведных тэхналогій і метадаў, гіперспектральныя тамаграфіі будуць адыгрываць яшчэ больш важную ролю ў галіне маніторынгу і аховы якасці вады ў будучыні.