水是生命之源,绿水青山就是金山银山。《“十四五”生态环境监测规划》明确指出十四五期间生态环境监测面临不充分不平衡的新挑战。“十四五”期间,生态环境监测强调要深化水环境质量监测评价,提升预警和污染溯源能力,构建水生态环境监测体系;同时不断更新监测手段向人工智能化和天地一体化方向发展,基本实现以“自动监测为主、手工监测为辅”。响应国家政策,数字地球平台提供了由卫星遥感监测得到的水环境指标,本文就将结合数字地球的江河湖库水生态环境卫星遥感监测系列产品,介绍江河湖库水环境(以下简称水环境)指标的卫星遥感监测与场景业务应用。
1.水环境指标遥感监测简介
水环境遥感监测是一项依托多源遥感数据获取、结合先进智能化处理技术,并深度应用于水生态环境领域的监测手段。其凭借标准化的数据监测流程,结合遥感解译算法和模型,实现对水环境指标的全面精准监测。这种监测方式保证环境资源的完整性,且计算处理更智能,覆盖场景更多样,服务模式更灵活。
2.水环境指标遥感监测常见场景应用
(1)江河湖库水质动态预警监测
通过多源遥感卫星影像捕捉江河湖库水体中物质的光谱特征,形成中高空间分辨率全色数据或具有红光、近红外等波段多光谱影像数据等,利用算法模型计算叶绿素a、悬浮物、水体透明度等关键水质参数,实时动态监测水体藻华程度、浑浊度及营养状态等水质相关指标,为江河湖库的水质污染形势研判、预警及决策提供有力支撑。
常用卫星:GF-1
GF-2
GF-6
哨兵系列
Planet
海洋系列
Worldview系列等
(2)江河湖库“四乱”动态监测
通过运用遥感卫星进行长时序、大范围、高频次监测,形成0.8m、优于1m、2m空间分辨率的数字正射影像DOM数据等,快速识别河道管理范围内的疑似违规图斑,如圈占、围垦、采砂等,有效发现乱占、乱建、乱堆、乱采行为,提高监管效率和整治工作效能。
常用卫星:GF-1
GF-2
GF-6
JL-1
Planet
Worldview系列等
(3)江河湖库水土流失变化监测
通过采用高分辨率遥感影像进行自动智能处理,形成优于1m、2m分辨率全色数据、2m、4m多光谱数据、DEM数据等,通过土地、植被(覆盖度)、坡度三因子分析,依据水利部标准判定侵蚀强度,生成监测成果,支持河湖区域水土保持决策。
常用卫星:高分系列
哨兵系列
Planet
Worldview系列等
(4)城乡黑臭水体遥感监测
利用卫星遥感影像自动化预处理技术智能提取水体,形成亚米、1m、2m中高分辨率全色数据、多光谱数据等,并通过机器学习算法等方法建立黑臭水体遥感模型,实现周期性动态预筛查,快速识别疑似黑臭水体污染位置及程度,为城乡黑臭水体整治提供科学准确的数据支撑。常用卫星:GF-1
GF-2
GF-6
哨兵系列
Planet等
3.水环境指标遥感监测常见业务应用
l科学评价水生态环境:构建高标准的水环境评价方法和体系,如构建多维度生态环境评价指标和基于水环境、水生态、水资源的评价体系。
l厘清水污染防治责任:包括污染源监测与定位,污染范围与程度评估,长期监测与趋势分析以及支持法律诉讼与责任追究等。
l支撑水生态水安全保护:迅速发现水体异常变化,如水体富营养化、蓝藻水华等,为水生态安全提供早期预警。
l准确及时水环境监测预警:建立水环境相应标准,实时监测水环境的变化情况,当发现异常自动触发预警机制,发送预警信息。
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