一、项目背景
2022年8月~2023年3月期间，长光禹辰使用无人机载多光谱遥感系统获取了山东省多个区域的河道多光谱遥感影像，经过实地勘探、空地数据预处理、水质参数反演和污染程度分析等一系列数据处理工作，最终掌握了测区内河道水体的富营养化程度以及黑臭水污染程度，为河道水环境监测和水生态质量评估提供了数据辅助。
本项目采用M300 RTK+AQ600 Pro多光谱遥感系统进行数据采集，该系统航时可达35min，单架次可执行约5km²区域的数据采集工作。
图1 M300 RTK+AQ600 Pro多光谱遥感系统
表1：飞行参数
3.1 数据预处理
使用长光禹辰自主研发的数据预处理软件Yusense Map对多光谱原始数据进行预处理，经过了“波段配准-拼接-反射率校正”三个步骤，最终生成测区多光谱正射影像DOM。
图3：农村河道场景：真彩色影像
3.2富营养化分析
通过无人机多光谱遥感技术，我们可以获取到河道水体的各种指标数据，如水体中叶绿素a的含量、溶解有机物的浓度等，通过对这些数据进行分析，可以判断水体是否存在富营养化的问题。
使用长光禹辰自主研发的行业应用软件Yusense Map Plus的河道生态中的水体富营养化分析模块，可以对拼接的TIFF影像实现河道水体富营养化程度评估，一键导出河道水面线、河道富营养化栅格文件和河道富营养化专题图等多种成果。
将不同河道场景的多光谱遥感影像放入Yusense Map Plus中，点击水体富营养化分析界面即开始进行富营养化识别。
图4：Yusense Map Plus富营养化分析界面
进入成果输出界面可对富营养化分析结果进行手动编辑和调整，实现一键导出富营养化专题图，基于Yusense Map Plus富营养化分析输出的成果如图5、图6所示：
图5：城市河道场景富营养化成果
图6：农村河道场景富营养化成果
根据河道水体富营养化分析成果可以看出，两个场景的河道均存在不同程度的富营养化现象。城市场景河道水体主要受到周围植被生长和人类活动的影响，而农村场景河道水体主要受到农业非点源污染的影响，两条河道水体中的叶绿素a浓度均有所超标。基于实测点位采集的水质参数验证数据，见下表：
表2 富营养化实测点位指标
3.3黑臭水污染分析
黑臭水是指由于有机物的堆积和腐烂而导致的水体异味和变黑的现象。通过无人机多光谱遥感技术，我们可以获取到水体中COD（化学需氧量）和NH3-N（氨氮）等指标的数据，通过分析这些数据，可以判断水体是否存在黑臭水污染问题。
使用长光禹辰自主研发的行业应用软件Yusense Map Plus的河道生态中的黑臭水污染分析模块，可以对拼接的TIFF影像实现河道黑臭水污染的分析，并且可以一键导出河道水面线、河道黑臭水污染栅格文件和河道黑臭水污染专题图等多种成果。
将不同河道场景的多光谱遥感影像放入Yusense Map Plus中，点击黑臭水污染分析界面即开始进行黑臭水污染识别。
图8：Yusense Map Plus黑臭水污染分析界面
进入成果输出界面可对黑臭水污染分析结果进行手动编辑和调整，实现一键导出黑臭水污染专题图，基于Yusense Map Plus黑臭水污染分析输出的成果如图9、图10所示：
图9：城市河道场景黑臭水污染成果
图10：农村河道场景黑臭水污染成果
根据黑臭水污染分析成果可以看出两个场景的河道中均存在小范围的黑臭现象，城市场景黑臭部分是受到建筑废水影响，而农村场景黑臭部分主要是受到生活垃圾的污染。基于实测点位采集的水质参数验证数据，见下表：
表3 黑臭水实测点位指标
四、项目总结
无人机多光谱遥感技术在河道水环境检测中有着广泛的应用前景，通过该技术可以快速高效地获取水体的相关数据，并通过分析数据得出水体的实际情况，为治理和保护水体提供有力支撑。
长光禹辰在光谱遥感、光电探测领域具有深厚的理论基础和丰富的工程经验，在未来，我们相信长光禹辰的无人机多光谱遥感技术在生态环保事业中将会发挥更加重要的作用。