Teknologi penginderaan jauh satelit memperkuat garis pertahanan untuk keamanan kualitas air di Danau Taihu.

Seiring dengan perkembangan industri dan perdagangan, kepadatan penduduk, dan urbanisasi yang pesat, beban lingkungan terhadap sumber daya air negara kita meningkat dari tahun ke tahun. Sebagai sarana pengamatan Bumi yang berskala besar dan efisien, teknologi penginderaan jauh satelit dapat memainkan peran penting dalam pemantauan kualitas air, sehingga menghasilkan hasil kualitas air yang lebih akurat dan komprehensif.

Konsep pemantauan penginderaan jauh kualitas air

Pemantauan kualitas air dengan penginderaan jauh merujuk pada teknologi untuk memperoleh informasi kualitas air di area yang luas dengan menggunakan hubungan antara karakteristik spektral dan konsentrasi polutan dalam badan air, melalui pengalaman atau inversi model.Dengan mempelajari hubungan antara data penginderaan jauh satelit dan data kualitas air yang terukur, model inversi untuk parameter kualitas air dapat dibangun. Pemantauan penginderaan jauh dapat memperoleh informasi tentang parameter kualitas air yang melebihi standar, menawarkan keunggulan dibandingkan pemantauan berbasis darat tradisional, seperti cakupan yang lebih luas, penghematan waktu dan tenaga, serta kemudahan pemantauan dinamis jangka panjang.

Prinsip pemantauan penginderaan jauh kualitas air

Prinsip pemantauan penginderaan jauh kualitas air adalah menganalisis penyerapan dan hamburan cahaya dengan panjang gelombang tertentu oleh parameter kualitas air dalam badan air berdasarkan karakteristik spektral yang berbeda antara air murni dan badan air yang tercemar, kemudian menghitung konsentrasi masing-masing parameter kualitas air dalam badan air tersebut.Selain air murni itu sendiri, ada tiga jenis zat utama yang memengaruhi karakteristik spektral air: zat kuning, fitoplankton (klorofil a), dan total padatan tersuspensi. Radiasi air mengandung informasi warna air, dan terutama digunakan untuk inversi penginderaan jauh kualitas air, yang menghasilkan parameter pemantauan penginderaan jauh kualitas air: konsentrasi klorofil a, konsentrasi padatan tersuspensi, dan transparansi. Dengan menginversi hasilnya, pemantauan penginderaan jauh terhadap perubahan kualitas air dapat dicapai.

Teknologi penginderaan jauh satelit membantu dalam pemantauan kualitas air di Danau Taihu.

Pada Mei 2007, terjadi ledakan alga sianobakteri skala besar di Danau Taihu, menyebabkan pencemaran parah pada danau dan memicu krisis pasokan air bagi hampir 2 juta penduduk di Kota Wuxi. Pemerintah nasional dan daerah sangat memperhatikan masalah pengendalian pencemaran air Danau Taihu, dan hingga tahun 2020, hampir 1.800 proyek pengendalian pencemaran telah dilaksanakan.

Teknologi penginderaan jauh satelit memiliki keunggulan cakupan luas dan ketepatan waktu yang tinggi, serta dapat menyediakan sarana teknis yang andal untuk memantau perubahan air di wilayah yang luas.Teknologi penginderaan jauh satelit dapat digunakan untuk memantau pertumbuhan alga di Danau Taihu dalam jangka waktu yang lama, secara efektif memberikan peringatan dini terhadap bencana, dan memberikan dukungan data untuk tata kelola lingkungan selanjutnya. 

Perubahan Indeks Kualitas Air Danau Taihu oleh Xi'an Institute of Optics and Precision Mechanics CAS Aerospace Science and Technology Group Co.,LTD

Baru-baru ini, berdasarkan penelitian yang ada, CAS Xi'an Optics & Aerospace Technology Co., Ltd. mengekstrak distribusi spasial dan temporal dari mekarnya sianobakteri di Danau Taihu dari citra langit cerah yang diambil pada tanggal yang sama (26 Agustus, 6 September, dan 24 Agustus) antara tahun 2021 dan 2023. Indeks Fauna (FAI) digunakan untuk mengekstrak mekarnya sianobakteri di Danau Taihu, dengan memanfaatkan penyerapan kuat air pada pita merah, inframerah dekat, dan inframerah gelombang pendek untuk akhirnya membangun model ekstraksi FAI.

Hasil ekstraksi menunjukkan bahwa, setelah perawatan dalam jangka waktu lama, pertumbuhan alga sianobakteri di Danau Taihu telah berubah dari wabah skala besar pada tahun 2021 menjadi fenomena skala kecil pada tahun 2023, dengan luas area yang berkurang dan tingkat bahayanya secara bertahap menurun. 

Dengan memanfaatkan jangkauan luas dan kemampuan perolehan informasi yang stabil dari penginderaan jauh satelit, dimungkinkan untuk memantau seluruh proses perubahan kualitas air di Danau Taihu. Hal ini memungkinkan pemahaman yang komprehensif dan objektif tentang kualitas air aktual dan situasi eutrofikasi sebelum dan sesudah pengendalian polusi di Danau Taihu, serta menyediakan sarana teknis untuk deteksi masalah dan tindakan pencegahan tepat waktu. Ini tidak hanya menghemat tenaga kerja, sumber daya material, dan sumber daya keuangan yang signifikan, tetapi juga membantu departemen perlindungan lingkungan untuk secara efisien memahami dan memantau status lingkungan ekologi perairan secara real-time.