[发明专利]一种基于无人机遥感的流域水环境质量检测方法及装置

说明书

本发明涉及一种基于无人机遥感的流域水环境质量检测方法及装置，该方法包括：获取无人机高光谱数据；基于所述无人机高光谱数据，提取对应的水体特征；根据所述无人机高光谱数据、所述水体特征和地面实测数据，构建流域水环境质量监测模型。本发明利用无人机高光谱数据，结合地面实测数据，搭建基于深度学习的流域水环境质量的智能监测框架，实现对流域水环境的快速高效监测。

技术领域

本发明涉及水污染监测技术领域，尤其涉及一种基于无人机遥感的流域水环境质量检测方法及装置。

背景技术

流域水作为生态系统中极其重要的一环，不仅为地球上所有生物的生存起到了能量和养分运输的作用，还能净化环境。在21世纪，水对于各个国家都是保证可持续发展战略实施的关键因素。地球上水体总量有限，特别是和人类生活息息相关的内陆淡水资源，极易因人类活动受到污染。在中国，有80％以上的城市河流受到污染，其中部分甚至变成了黑臭河道。水质监测是水污染防治和水质评价体系的主要依据，包括为环境管理提供数据和资料，为内陆水和海洋水质状况评价提供指标依据。随着中国城市化进程加快，水污染问题日益严峻，水质监测技术发展越来越受到各方面的重视。

目前国内外水质常规监测仍然以水域定点剖面的理化监测为主，其数据采集和分析过程复杂，周期长、时效性差，容易受到人力、财力和气候条件等因素的影响，特别是大范围监测应用能力和应急响应能力明显不足。由于决定水体质量的某些参数往往能引起水体光学性质的改变，遥感信号能敏锐捕捉到这种变化，因此将遥感技术应用于水质监测成为可能。在水质监测应用领域，遥感技术有其独特的优势，它克服了监测范围小、周期长等缺点，真正做到了低成本、快速地周期性动态监测，并且可以发现点源监测方法难以观测到的污染源和环境污染影响因子迁移过程。

通过遥感技术手段估算水质参数有两个途径，一个是航天光学遥感，另一个是通过现场实测光谱。航天遥感价格低廉，时效性较好，监测范围广，但光谱分辨率不足，针对内陆水体水质参数反演的波段选择和定量反演建模时空限制性强。地面实测高光谱具有波段数多、信息量大、反演灵活性强等优点，但是仅仅依靠野外实测高光谱难以实现从点到面估测整个湖库水质参数分布状况。随着各种体积小、重量轻、探测精度高的新型传感器的不断面世，无人机的性能不断提高，正逐步成为卫星遥感、有人机遥感和地面遥感的有效补充手段。因此无人机高光谱为水质参数遥感反演带来了契机，是一个极具意义的研究方向。因此，如何根据遥感高光谱图像进行高效的水质监测是亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种基于无人机遥感的流域水环境质量检测方法及装置，用以达到根据遥感高光谱图像进行高效水质监测的目的。

本发明提供一种基于无人机遥感的流域水环境质量检测方法，包括：

获取无人机高光谱数据；

基于所述无人机高光谱数据进行预处理，并提取对应的水体特征；

根据所述无人机高光谱数据、所述水体特征和地面实测数据，构建流域水环境质量监测模型。

进一步地，所述地面实测数据包括野外现场采集的水质参数数据，所述根据所述无人机高光谱数据、所述水体特征和地面实测数据，构建流域水环境质量监测模型包括：

根据所述水体特征，确定所述无人机高光谱数据中的水体范围；

根据所述野外现场采集的水质参数数据，确定所述水体范围对应的综合污染指数；

根据所述综合污染指数和所述无人机高光谱数据，构建流域水环境质量监测模型。

进一步地，所述水质参数数据包括塞奇深度、溶解氧、氧化还原电位及氨氮含量，所述综合污染指数通过如下公式表示：