行业现状
“十四五”中国水质监测行业发展目标
我国拥有28124亿m3水资源,其中地表水占96.4%。
1931个地表水水质断面中,劣V类水质比例为3.4%。
对于中国水污染的困境,国家先后出台了多项政策和规划加强污染防治。
治理水污染,监测是关键。水质监测是监视和测定水体中污染物的种类、各类污染物的 浓度及变化趋势,评价水质状况的过程。
根据生态环境部发布的《生态环境监测规划纲要(2020-2035年)》,2020-2035年,生态环境监测将在全面深化环境质量和污染源监测的基础上,逐步向生态状况监测和环境风险预警拓展,构建生态环境状况综合评估体系。
中国水质监测产业链热力图
在地表水环境监测方面,根据水污染治理、水生态修复、水资源保护“三水共治”需求,统筹流域与区域、水域与陆域、生物与生境,逐步实现水质监测向水生态监测转变。
“十四五”期间,国控断面数量从2050个整合增加至4000个左右。
随着国家水环境保护和治理的步伐逐渐买进,水质监测的市场空间也逐渐扩大,根据对地表水监测需求、地下水监测需求以及污染源水质监测需求的测算,2020年,中国水质监测市场规模约为380亿元。
技术背景
高光谱成像技术是上世纪80年代初发展起来的一种新型遥感技术,该技术将图形形态学测量与光谱学分析测量有机地结合在一起,代表着新型检测技术的发展方向。
无人机载高光谱水质监测方案,是传统化学法水质检测方案的有益补充,可以帮助用户及时、准确、全面的掌握水环境质量状态及变化趋势。
水体的光谱反射率受到水中所含溶解或悬浮物的影响, 受污染水体所含的污染物浓度等有别于清洁水体, 反映在遥感影像上会表现为纹理、灰度,以及反射率的差别;
利用高光谱遥感手段,通过定性的识别模型或者定量的反演模型进行水质各项参数的监测;
产品方案
产品功能特性描述
1.光谱分辨率优于2.8nm,可精准分析各类地物光谱特征;
2.大靶面COMS高光谱相机,最高支持1920个空间通道,1200个光谱通道;
3.机载控制及采集系统内置1TB SSD硬盘,数据存储无忧;
4.硬件同步触发高清可见光相机,分辨率达1500w像素,支持高精度正射影像拼接;
5.内含云台自稳定系统,无人机推扫成像,非悬停扫描,作业效率高;
6.深度适配无人机平台,仅需一根数据线与无人机进行连接,可实现整机供电与数据通信等功能;同步获取GPS信息并与高光谱数据逐行对应;
7.可实现远程智控,操作便捷,避免无效飞行作业;
8.可实时渲染多波段光谱合成图,可实时监控高光谱采集画面和空间点光谱曲线;
9.内置NDVI等20多种常用指数计算,支持自定义波段运算及多种光谱处理分析功能;
10.可反演叶绿素、总氮、总磷、氨氮、高锰酸盐指数、悬浮物等水质参数。
HY-9010-L高光谱无人机挂载系统(实物图)
高光谱无人机挂载系统
HY-9010-L高光谱无人机挂载系统采用前沿的高光谱成像技术,充分挖掘和利用不同物质自身特有的光谱信息,结合高清相机拍摄高清图片,实现对物质定性、定量、定时、定位信息的全面检测,是一台“图谱合一”的综合性遥感设备。
高光谱无人机挂载系统集成了高光谱相机和高清相机,作业时同步采集多维度数据,并可进行实时作业监控及远程控制,同时设备内置高性能处理单元可实时对地物进行反射率计算和分析反演,可广泛应用于水环境监测、智慧农业、林业调查、目标识别、军事反伪装等场景,满足多样化行业需求。
型号
HY-9010-L高光谱挂载系统
模块
名称
指标
参数
主机
高光谱相机
光谱范围
400-1000nm
光谱分辨率
优于2.8nm
空间分辨率
1.56mrad @f=16mm
视场角
38°@f=16mm
空间通道数
480(4x)
光谱通道数
300(4x)
狭缝宽度
25μm
探测器类型
CMOS
探测器接口
USB 3.0
探测器靶面尺寸
1/1.2”
像素位深
12bits
帧频
50fps
镜头焦距
16mm
高清相机
像素
1500万
控制与采集模块
硬件配置
CPU:I7,内存:16g,硬盘:1TB
GPS定位
支持RTK模式
(需开通相应服务)
定位精度优于250px
其它参数
工作电流
峰值电流:3A
输入电压
13.6V
重量
约3kg
工作温度
0-40°C
储存温度
0-50°C
地面站
地面站参数
工作时间
约4小时
峰值电流:1.5A
11.1V
约1kg(不含电源)
高光谱无人机挂载系统具有多维数据同步采集的功能,一次飞行可获取300个波段的高光谱图谱数据及高清可见光照片,同时通过配套软件可进行NDVI、NDWI等多种常用指数的计算,并内置多参数水质反演算法,可精确反演总氮、总磷、氨氮、高锰酸盐指数、叶绿素、悬浮物等多种水质参数指标,生成清晰直观的浓度分布图便于精准溯源。
飞行检测流程
无人机载高光谱监测试飞需求沟通单
试飞需求简述
试飞目的,需求,缘由
试飞地点信息
试飞点地址,百度地图截图,经纬度(如有),监测河道的长度宽度,水深及流速等
试飞区类型
城区/乡村/山区等
地形高程
规划飞行路径需要
当地海拔
无人机飞行一般只能在海拔5000米以下进行飞行任务
期望试飞日期
当地当日天气情况
当前无人机飞行只能在非雨雾雪及4级风以下天气进行。
飞行空域30米距离外
在人口密集区
5层以上高楼是否非常密集
飞行空域20米距离外
变电所和通信基站等
水质反演等环保水利是否已经有本地的第三方存留数据
各地水质和植物数情况不一样。通过可靠的第三方数据我们能繁衍出来更加精准的当地监测对象数据
应用案例
高光谱技术已经在水体水质监测方面得到了较多的应用,目前可以对多种水质指标(叶绿素a浓度、总氮、总磷等进行定量的估计和水质评估。
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