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【典型案例】多光谱遥感在河道巡检领域的应用

2021-11-04 13:28 性质:转载 作者:长光禹辰 来源:长光禹辰
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Part 1项目概述秋末,南方地区河道巡查工作在如火如荼地开展,2021年10月,长光禹辰联合徐州丰东电子科技有限公司对某地区河道进行了水质与周边环境监测。城市...

Part 1

项目概述

秋末,南方地区河道巡查工作在如火如荼地开展,2021年10月,长光禹辰联合徐州丰东电子科技有限公司对某地区河道进行了水质与周边环境监测

城市河道图(来源于网络)

Part 2

监测流程

【1】作业准备

本次项目采用DJI M300 RTK无人机搭载MS600 Pro多光谱相机进行外业数据采集,一方面可灵活应对曲折较多河道的带状航线设计需求,降低数据冗余量,提高外业效率;另一方面依托多光谱遥感的技术特点,自动提取水域范围,分析河道污染情况,避免复杂的内业流程。

M300 RTK+MS600 Pro多光谱相机

【2】外业数据采集

综合考虑多光谱相机视场、水面宽度与水体弱纹理图像的拼接要求,在设计带状航线时,需控制单张影像的水面占比小于影像的1/3,本次作业具体参数如下表所示。

外业作业参数表

同时因秋季该地区太阳高度角普遍不高,不会在水面形成镜面反射而产生耀斑,故数据采集时间选择正午12:00时间段,保证了地物辐射强度的准确性。

【3】内业数据处理内业数据处理使用Yusense Map多光谱预处理软件对多光谱影像进行配准、拼接与反射率校正,最终生成多光谱反射率影像。Yusense Map基于深度优化的预处理算法,在满足配准、拼接精度的基础上,极大提高了作业效率。

Yusense Map软件

【4】数据成果分析得到多光谱反射率影像后,导入至行业应用软件Yusense Map Plus,该软件可自动完成河道水面线提取,监测水体富营养化及黑臭情况。模块算法主要基于水体在不同波段的典型光谱特性而构建,经大量数据验证、完善,可充分保证识别精度。

Yusense Map Plus软件


Part 3

数据统计

根据富营养化提取成果可发现,整条河道96%以上均处于无富营养化状态,仅在中部河道的交界处与部分洼地积水区出现少量轻中度富营养化水体。 

富营养化提取成果

在黑臭水提取结果中,约5%左右的轻中度黑臭水,分布于中部河道交界处。

黑臭水提取成果

针对图中位置,对比RGB组合判读可以发现在该区域存在一拦污装置,对水体流速与污染物堆积产生影响,这也是该区域水体出现轻度黑臭与富营养化的主要原因。

RGB组合判读

Part 4

技术优势

低空无人机多光谱遥感凭借其影像信息量丰富、算法自动化提取的优势,基于水体光谱特征差异明显的特点,在水面线提取、水质评估方面有着独特的优势,为水污染监测防治等提供快速、准确的解决方案。


长光禹辰成立于2017年,是一家由中国科学院长春光机所和青岛高新区联合成立的高新技术企业,公司核心团队来自长春光机所空间光学部,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,掌握完整的光谱仪器系统设计、先进的嵌入式视觉开发、复杂场景定量遥感智能调光、高精度自动辐射校正、光谱数据半定量反演及应用等核心技术,形成了以MS200、MS400、MS600、AQ600等系列多光谱相机为代表的无人机载光谱遥感硬件产品线、以Yusense Map/Map Plus为依托的光谱数据预处理及分析软件和以Yusense Cloud为依托的端云一体化服务平台,并在农业、林业、生态、环保、警用等领域开展了深入的行业应用。公司专注于无人机航空遥感与光电探测领域,持续推出革新的软硬件产品,落地更丰富的行业应用场景,致力于用技术和产品推动行业进步。


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