无人机载高光谱仪在八里湖水质监测中的应用研究

结合八里湖的水文及水质特征,采用无人机搭载高光谱成像设备,对选取的代表性水域进行检测。通过采集远距离、大范围的水体光谱数据,实现叶绿素浓度、悬浮物浓度、总氮、总磷等多参数的测定以及影像同步呈现;通过对比分析采集的光谱数据和采样水体的实验室检测数据,寻找存在这两者之中的相互关系,并通过水质数据对高光谱模型进行修正,将模型应用到常规水质监测中。结果表明,模型各指标偏差在可控范围内;无人机载高光谱反演结果和水质常规检测结果比对,水质类别评价一致性较高。     

基于无人机高光谱成像技术的河湖水质参数反演

以云南星云湖和深圳茅洲河为例,利用无人机高光谱成像仪获取研究区高光谱影像的同时对地面水质参数进行采样,构建水质参数的最佳双波段监测模型。结果表明：叶绿素a的模型精度最高（R2=0.99,RPD=7.55）,其次是悬浮物（R2=0.95,RPD=4.86）,总氮（R2=0.88,RPD=2.04）和总磷（R2=0.86,RPD=1.93）,最低是浊度（R2=0.60,RPD=1.65）。无人机高光谱成像技术为城市河流、湖泊的水质监测提供了全新的数据来源和技术手段,同时也为湖泊、河流的水环境保护及治理提供了依据。     

基于PLSR的珠江口城市河流水质高光谱反演

为研究珠江口城市河流水体高光谱特征与城市河流水质指数(CWQI)的关系,对中山市典型河流开展了高光谱监测和同步水质分析,基于偏最小二乘回归(PLSR)建立了高光谱数据与CWQI的反演模型,并研究了反演模型的最佳光谱分辨率和最优主成分数。结果表明：基于化学需氧量、总磷、氨氮和溶解氧4项水质指标质量浓度值计算得到的CWQI值可较好地反映研究区河流水质状况;水体不同波段的光谱反射率与CWQI存在一定的相关性,可用于区分不同CWQI的水体;光谱分辨率为50nm、提取主成分数为8时的反演模型效果最优,验证集均方根误差和平均相对误差分别为0-768和18-1%。将该反演模型与无人机高光谱监测数据结合,可较好地反映河流水质的空间差异。     

无人机在水保功能恢复鉴定的应用

无人机系统技术的兴起以及在各行业的广泛应用,提高了工作的效率甚至是改变了传统的工作模式。无人机系统的不同任务载荷得到的各种遥测成果可以对测区进行二维、三维、多光谱、高光谱、热成像等方式的数字化,使工作者更加直观、精细、透彻的对其观测及研究。以无人机系统技术及其数据处理技术为核心,以水保功能恢复鉴定项目为实例,剖析了无人机系统技术在水土保持领域监测和鉴定方面的技术方法。为水利工作者在水土保持以及其他水利领域与无人机技术相结合提供了参考实例及技术支撑。     

北京市内城河湖水质修复工程效果评估研究

本文以北京市内城河湖作为研究对象,选择了采用不同核心技术的2项修复工程,通过开展背景监测和跟踪监测,对其水质修复效果进行定量评价,研究技术措施的合理性及适用性,从而为指导内城河湖水质改善技术选择与推广提供依据。结果表明,水生沉水植物种植技术适用于相对封闭静止、对景观要求高且行洪要求不高的水体;细分子化超饱和溶氧和超强磁化复合技术适用于小范围水体的长效治理,不宜用于应急治理。     

遥感监测技术在江西省重点河湖库“清四乱”中的应用研究

为及时排查与整改处置影响河湖库面貌及功能发挥的乱占、乱采、乱堆、乱建问题,探索利用遥感监测手段开展定期监测,充分发挥卫星遥感影像高时间分辨率和高空间分辨率的优势,为河湖库“四乱”问题高频度遥感监测提供数据保障。结合江西省重点河湖库遥感监测实施案例,通过构建遥感解译标志、生成“四乱”问题疑似图斑数据库、采用无人机辅助实地核实等技术手段开展遥感监测,对监测成果进行科学分析,为河湖管理及行政执法提供科学依据和决策支持。     

天地一体化水利大数据仿真平台

正天地一体化水利大数据仿真平台是利用数字地球、无人机倾斜摄影测量技术,大数据及移动互联网技术,研发构建卫星、无人机和地面控制中心上下协同、信息互通的水利工程建设和运行管理应用平台,做到了实现三维立体模型的快速加载和厘米级精度的精确测量。通过模型软件矢量运算快速分析并生成各类专题图像。目前主要可实现河湖监测与监管、水土流失防治与监测、防汛抗旱减灾、水利工程建设管理四大功能。河湖监测与监管平台是利用无人机技术和移动互联客户端建立移动工作站,对河湖水     

河流水质附着硅藻生物监测与评价

河湖健康评估是对河湖生态系统的物理完整性、化学完整性、生物完整性、社会服务功能完整性及它们之间相互协调性的评价。生物完整性评价是水生态系统完整性评价的核心内容,而河流水质附着硅藻生物监测是生物完整性评价的重要组成。对河流水质附着硅藻生物监测与评价技术体系进行系统介绍,包括硅藻监测指数IPS和IBD、评价等级、监测基本操作程序等。同时,对附着硅藻河流水质监测在国内外应用情况进行综述,展望河流水质附着硅藻生物监测在我国的应用前景。     

基于Landsat-8卫星遥感反演内陆河湖水质参数

以太湖为研究区，使用Landsat-8卫星OLI数据和无人机高光谱数据，对研究区CODMn、DO、TN、TP、NH₃-N等5项水质参数进行遥感定量反演研究，通过各水质参数与遥感数据波段组合分析，构建高拟合度的水质参数反演模型，为内陆水体水质参数遥感定量反演提供理论基础。     

改进RAGA-PPC模型在河湖水质评价及应急监测中的应用

为得出应用于河湖水质评价和应急监测中的标准模型,本文基于RAGA-PPC模型对滆湖水质进行了评价,并对5种不同水质指标数值进行了模拟,结果表明:该模型按照投影追踪的原理,将水质等级分为了5个等级,滆湖3个区域核心区、缓冲区和开发控制利用区的水质分别属于Ⅱ级、Ⅲ级和Ⅱ级,结论与实测值基本一致,而基于该模型对水质指标进行模拟结果可知,模型模拟结果的误差较小,与实测值的一致性较高,表明模型模拟精度较高,验证了模型在水质评价与应急监测中的先进性和科学性。     

差分GPS无人机航测技术测试及分析

低空无人机航测技术存在着很多技术短板,GPS辅助空中三角测量是低空无人机航测技术研究的突破口之一。基于此,结合曲靖市罗平县阿岗水库灌区无人机航测项目,介绍了差分GPS无人机航测技术的原理及作业流程。采用全控制和部分控制的布点方案,将差分GPS的解算结果参与空中三角测量加密,并与常规方法进行对比,得出差分GPS无人机航测技术的一些结论及建议。结果表明,差分GPS技术的应用可大幅提高无人机作业的精度和效率。     

无人机全景技术在现场监测中的应用

现场监测在科研和工程领域中都有着重要的作用,将新技术应用于现场监测,提高现场监测的信息化和实用化水平是目前研究热点。为此,将无人机全景技术应用于现场监测,构建监测环境的三维虚拟实景,在此基础上利用计算机网络,将其与传感器集成起来,形成三维全景现场监测平台。该平台能够实现现场的三维场景实时监测,增强现场监测系统的用户体验效果,证明了无人机全景技术在现场监测的应用潜力。     

面向无人机水域影像的自动拼接方法

基于无人机航拍的水域影像,研究了该类影像的自动拼接方法。针对水域与陆地共存的影像(水域面积占比例较大,影像灰度值较小),利用SIFT和Harris算子共同提取特征点,再用RANSAC算法对错误匹配进行筛选,从而完成图像拼接。针对影像内容完全是水域的情况,利用无人机携带的POS定向数据辅助图像拼接。最后,以近海面油污监测的实例,阐述了本研究在无人机水资源监测和应急救灾中的实际应用价值。     

河湖健康评估指标、标准与方法研究

河湖健康评估是河湖生态保护管理的重要基础性技术工作,是全面推行河(湖)长制建设的重要任务。本文重点介绍全国河湖健康评估工作的技术成果,主要内容包括:构建了包括水文水资源、河湖物理形态、水质、水生生物及河湖社会服务功能五个方面的健康评估指标体系,提出了5个等级的河湖健康分级标准,形成了系统的河湖健康调查评价方法,采用该标准与方法,在全国36个河湖(库)水体进行了河湖健康评估。实践证明,全国河湖健康评估提出的河湖健康内涵及评估指标体系能够系统表征我国河湖生态及功能特点,指标总体科学合理,整套技术方法具有很好的操作性。     

浙江省无人机测绘应用现状分析

通过对浙江省今年来几次主要的无人机航测试验的描述,分析了无人机在测绘各领域应用的前景和一些需要注意和改进的问题,为完善和发展这种新兴的测绘技术提供了确切的实验参考和指导意见。     

舰载无人机仿真验证系统

为满足舰载无人机战术控制系统的研发需求,以舰载无人机系统为应用背景设计并实现了舰载"无人机仿真验证系统"。该系统集指挥控制、链路通信、任务载荷及视景显示于一体,实现了舰载战术控制系统控制无人机的过程仿真,为舰载无人机战术控制系统提供了仿真验证环境。     

流域水环境与生态学研究回顾与展望

简要分析了流域水环境与生态学的发展历程,系统介绍了2010年以来中国水利水电科学研究院水环境研究所取得的主要科研成果:(1)水环境监测技术与标准。形成了水环境监测分析技术与标准体系,研发了系列水环境监测标准物质,研究了水源地健康风险评价技术与水污染事件应急预警预报关键技术,研发了水环境监测新技术与设备;(2)流域水环境与水生态过程演变机理与模型。在大型水库重金属污染物水环境演变机理及效应、生源物质流域迁移转化特征及驱动机制、生态水文过程变异与河湖生态响应机制与流域水环境与生态模型等方面取得系列创新成果;(3)流域水质目标管理与流域水环境综合治理技术。形成了水功能区达标评价技术体系、流域容量总量控制技术体系,提出了流域水环境综合治理规划技术与湖库沉积物污染评价与生态疏浚方案制定技术,研发了生物慢滤水处理水质净化技术及设备;(4)河湖健康评估与水生态保护修复技术。提出了河湖健康评估标准,研究形成了河湖水系生态连通技术、生态流量确定技术、水质水量联合调度技术与水生态修复技术。最后分析了新时期水环境与生态学的科技需求,提出了水环境研究的展望。     

The changing face of the Ethiopian rift lakes and their environs: call of the time

The Ethiopian rift is characterized by many perennial rivers, and a chain of lakes that vary in size, and hydrological and hydrogeological settings. The water resources of the Rift lakes are one of the focal points for large‐scale development in Ethiopia over the last few decades. Some of the lakes and their influent rivers are used for irrigation, soda abstraction, fish farming and recreation, and also support a wide variety of endemic birds and wild animals. Ethiopia's major mechanized irrigation farms and commercial fishery are confined within the Rift region. A few of the lakes have shrunk in surface area because of excessive water abstractions, while others have expanded because of increased surface run‐off and groundwater inflows from percolated irrigation water. Excessive land degradation, deforestation and over‐irrigation have changed the hydrological setting of a few Rift lakes. Human activities, in combination with changes in climate and geology, have influenced the hydrological setting and the water quality of the lakes, with the salinity and major ion composition dramatically changed in some of them. This study tries to address the challenges associated with development of these surface‐water resources, focusing on environmental problems arising over the past few decades on three lakes (Abiyata, Beseka and Ziway) situated along the tectonically active Rift floor. The methods utilized in this study include field hydrological and hydrogeological mapping, supported by aerial photographs and satellite imagery interpretations, as well as hydrometeorological and hydrochemical data analysis, and catchment hydrological modeling. A converging‐evidence approach was adapted to reconstruct the temporal and spatial variations of the lake water levels and surface areas. The study results revealed that the major changes in the Rift Valley are related primarily to recent improper use of water from the large rivers draining the Rift Valley floor and the lake catchments, and from direct lake water abstractions aggravated intermittently by climatic and land use changes. These changes represent grave environmental consequences on the fragile Rift ecosystem that demands urgent intervention in the context of an integrated, basin‐wide water management approach. This study emphasizes lake water level changes and human influences on these changes. It also assesses human interactions and water quality changes, including land use changes and environmental repercussions on the lakes, as well as providing recommendations on how these issues should be addressed.