Surveillance de l'eau des rivières Weihe, Jinghe et Bahe entourant les comtés de Lantian et de Jingyang, province du Shaanxi

La surveillance de l'environnement aquatique des rivières et des lacs a toujours été une priorité pour l'humanité. Comparée aux méthodes de surveillance traditionnelles, la télédétection satellitaire présente l'avantage d'être macroscopique, efficace et économique. Elle offre des atouts considérables pour l'étude des variations spatio-temporelles à grande échelle et sur le long terme de l'environnement aquatique des rivières et des lacs, et est largement utilisée dans de nombreux domaines.

Principe de surveillance hyperspectrale de l'eau

L'hyperspectral est une technique sophistiquée permettant de capturer et d'analyser les informations spectrales d'objets avec une haute résolution spatiale et spectrale. En acquérant des données spectrales point par point, elle détecte les caractéristiques spectrales uniques des objets à différents endroits. Chaque substance présentant des propriétés d'absorption, de réflexion et de diffusion spécifiques à différentes longueurs d'onde, l'hyperspectral permet de détecter et de distinguer les substances en analysant ces caractéristiques spectrales.
Par conséquent, comparée aux techniques d'imagerie de télédétection traditionnelles, la technologie hyperspectrale fournit des informations spectrales plus riches et plus détaillées, permettant de différencier des substances visuellement indiscernables. L'analyse et le traitement de grandes quantités de données spectrales permettent d'identifier et d'analyser les masses d'eau.

Application de la technologie hyperspectrale à la surveillance de l'eau

La technologie hyperspectrale possède un large éventail d'applications dans la surveillance de la qualité de l'eau, fournissant des informations détaillées sur la qualité de l'eau et une analyse plus complète des masses d'eau.
1. Estimation des paramètres de qualité de l'eau : La technologie hyperspectrale permet de déduire la concentration des paramètres de qualité de l'eau, tels que la concentration de matières en suspension, la teneur en chlorophylle et la concentration de matières organiques dissoutes, en analysant les caractéristiques spectrales des masses d'eau.
2. Classification des masses d'eau : Les différentes masses d'eau présentent des caractéristiques spectrales distinctes. La technologie hyperspectrale permet d'identifier et de distinguer ces masses d'eau, telles que les rivières, les lacs et les océans, grâce à l'analyse des données spectrales.
3. Surveillance des polluants de l'eau : La technologie hyperspectrale permet de surveiller les polluants présents dans les plans d'eau, tels que les métaux lourds, les matières organiques et les matières en suspension. Chaque polluant possède des caractéristiques d'absorption ou de réflexion spécifiques dans son spectre ; l'analyse des données spectrales permet de détecter sa présence et sa concentration.
4. Surveillance des proliférations d'algues : La technologie hyperspectrale permet de détecter les proliférations d'algues dans les plans d'eau. Les algues contiennent de la chlorophylle, et leurs caractéristiques spectrales spécifiques peuvent être capturées et analysées par cette technologie, permettant ainsi la surveillance et l'alerte précoce en cas de prolifération.
5. Transparence et turbidité de l'eau : L'analyse des caractéristiques de réflexion et de diffusion des données hyperspectrales permet de déduire la transparence et la turbidité des masses d'eau. Ces paramètres sont essentiels pour évaluer la clarté et la turbidité des eaux.

Présentation du projet de surveillance de l'eau

Xi'an, située au centre géographique de la Chine, est connue depuis l'Antiquité comme « Chang'an entourée de huit rivières ». Ces huit rivières – le Wei, le Jing, le Feng, le Lao, le Yu, le Hao, le Chan et le Ba – serpentent autour de la ville et font toutes partie du système du fleuve Jaune. Cette fois-ci, l'équipe aérospatiale de Xi'an, rattachée à l'Académie chinoise des sciences, a utilisé la télédétection hyperspectrale pour surveiller les cours d'eau du Wei, du Jing et du Ba aux abords des comtés de Lantian et de Jingyang, dans la province du Shaanxi, et en a extrait des informations pertinentes.

Index des couleurs à l'aquarelle

L'indice de couleur de l'eau est généralement lié à la teneur en chlorophylle ou à la concentration d'autres matières en suspension dans un plan d'eau et peut refléter la richesse en nutriments ou la prolifération d'algues. Dans cette zone, l'indice de couleur de l'eau présente une valeur élevée (1,36) et une valeur faible (0,21), indiquant une possible pollution ou une surcharge en nutriments.

Transparence de l'eau

La transparence de l'eau est un indicateur de sa clarté ; une transparence élevée signifie généralement une eau plus claire. Des valeurs élevées de transparence indiquent que certaines zones d'eau sont relativement claires, tandis que des valeurs faibles indiquent des zones relativement troubles.

Aujourd'hui, l'application de la technologie hyperspectrale à la surveillance de la qualité de l'eau permet d'obtenir des informations plus précises et complètes, contribuant ainsi à la compréhension de la qualité des masses d'eau, du niveau de pollution et de la santé des écosystèmes. Grâce à une résolution plus élevée et à des données plus détaillées, elle aide les décideurs à élaborer des mesures efficaces de gestion des ressources en eau et de protection de l'environnement.