מקרה יישום של ספקטרום צבעי ניתוח היפרספרקטלי של נתוני איכות המים

1. מבוא

מאמר זה משתמש בטכנולוגיית חישה מרחוק היפר -ספקטרלית כדי לבצע ניתוח מפורט של אזור ספציפי כדי לחשוף את המאפיינים הסביבתיים של איכות מי השטח. הרקע המחקרי מבוסס על יישום נרחב של טכנולוגיה היפרספרקטלית במעקב סביבתי, חקירת משאבים והערכה אקולוגית. מחקר זה נועד למלא את פער המחקר הנוכחי ולספק בסיס מדעי לפיתוח בר -קיימא אזורי.

2. איסוף נתונים ועיבוד מראש

הנתונים מגיעים מפלטפורמת ההדמיה של FS-60 HyperSpectral של טכנולוגיית CAIPU. הלהקה הספקטרלית משתרעת על 400-1000 ננומטר, והטווח הספקטרלי מכסה אור גלוי לגל קצר אינפרא אדום. הנתונים נאספו במאי 2024, תוך התחשבות בהשפעת העונות, מזג האוויר וגורמים אחרים על מאפיינים ספקטרליים. הצעדים לעיבוד מראש כוללים תיקון קרינה, תיקון גיאומטרי, תיקון אטמוספרי והסרת רעש כדי להבטיח את איכות הנתונים. בנוסף, בחירת הלהקה והפחתת ממדי הנתונים מבוצעים גם כדי לפשט את תהליך הניתוח שלאחר מכן.

3. שיטת ניתוח

מחקר זה משתמש בספקטרום הצבעי איור STODIO מודל ניתוח איכות מים כדי לסווג ולעבד נתונים היפרספקטרליים, כולל פרמנגנאט אשלגן (CODMN), חנקן אמוניה (NH3-H), חמצן מומס (DO), סך הכל חנקן (TN), סך הכל זרחן (TP ), וכלורופיל א. אשכולות בפיקוח, אשכולות ללא פיקוח וחישובי אינדקס אחרים משמשים כדי להבטיח את הדיוק והיציבות של תוצאות הסיווג. במקביל, מאפייני עקומת הספקטרלית של אובייקטים או דגימות שונים מנותחים באמצעות טכנולוגיית מיצוי תכונות ספקטרליות כדי לחשוף את התכונות הפיזיקליות או הכימיות שלהם.

4. ניתוח נתונים

V. תוצאות ודיון

יתרונות של טכנולוגיה היפרפרקטלית במעקב איכותי במים

1. מצלמות היפר-ספקטרליות הן בעלות היתרונות של רזולוציה גבוהה, רב-להקה ואי-קשר, ויכולות להשיג במהירות נתוני איכות מים על שטח גדול.

2. הם יכולים לפקח על פרמטרים של איכות מים מרובים בו זמנית, ולשפר את יעילות הניטור והדיוק.

3. הם יכולים להשיג ניטור בזמן אמת ומעקב דינאמי, תוך מתן תמיכה במידע בזמן לניהול איכות מים.

בעיות ואתגרים קיימים

1. עיבוד וניתוח של נתונים היפרפרקטריים דורשים תוכנה וטכנולוגיה מקצועית, ויש לו דרישות גבוהות למפעילים.

2. גורמים סביבתיים בגופי מים (כגון אור, עומק מים, טמפרטורת מים וכו ') ישפיעו על נתוני ספקטרלים, ונדרשים תיקון ופיצוי אפקטיביים.

3. טכנולוגיה היפרפרקטית עדיין יש מגבלות מסוימות בגילוי פרמטרים מסוימים לאיכות מים (כגון תכולת מתכת כבדה וכו ').

כיוון פיתוח עתידי

1. שפר עוד יותר את דיוק הגילוי והיציבות של הטכנולוגיה ההיפרספרקטלית, ופתח תוכנת עיבוד נתונים וניתוח נתונים חכמים יותר.

2. שילב עם טכנולוגיות ניטור אחרות (כגון טכנולוגיית חיישנים, חישה מרחוק לוויין וכו ') כדי להשיג היתוך נתונים מרובי מקורות ולשפר את ההבנה והדיוק של ניטור איכות המים.

3. חיזוק היישום של טכנולוגיה היפרספרקטלית באיכות מים אזהרה מוקדמת ומעקב חירום כדי לספק ערבויות חזקות להגנה על הסביבה וביטחון אקולוגי.