利用本文提出的多通道光譜優化反演模型對實時采集的光譜影像進行分析,可以計算出不同時間段被監測水體的多通道光主要參數值,並能夠跟隨其連續變化過程。谱技選取某天連續整點時刻采集點的术的水环監測結果見表3。
由表3可以看出,煤矿隨著數據采集時間的测方持續,水體中的法研陰影和表麵漂浮的少許植被等因外界環境因素影響而變化,與此同時水體本身的基于境监究內部組成含量也在發生變化。利用采集到水體的多通道光多通道光譜影像,可以完整收集動態變化的谱技數據,並進一步反映出水體組分的术的水环變化情況。
在不同整點時刻水質參數反演結果的煤矿統計值如圖4所示。上午8∶00至下午17∶00,测方目標水體Chla濃度的變化範圍8.91~17.64mg/m3,均值13.56mg/m3。TP濃度的法研變化範圍0.04~0.08mg/L,均值0.06mg/L。TSM濃度的基于境监究變化範圍19.42~48.57mg/L,均值33.13mg/L。其中Chla濃度較低,表明水體中藻類較少,主要是受到氣候的影響。Chla濃度升高時,TP的濃度也有所提升,表明兩種水質指標之間存在一定的相關性。TSM的濃度變化較大,主要與水體中有機懸浮物和無機懸浮物的變化相關,由於研究區位於居民生活區附近,生活汙水排放會導致TSM的變化較為明顯。
在煤礦監測區域內每個采樣點采集2000mL水樣並低溫冷藏,當天由當地檢測機構通過分光光度法(HJ 897—2017)測定Chla含量,鉬酸銨分光光度法(GB/T 11893—1989)測定TP含量,稱重法(GB 11901—1989)測定TSM含量,並與相應水質參數反演結果進行了比較,也驗證了多通道光譜水質參數反演方法的精度。兩者比對結果見表4。
對比實驗測定結果表明水質參數濃度的驗證誤差較低,反演精度較高,表明該多通道光譜優化反演方法可以有效地對礦區內水體的水質狀況進行實時監測。按照地表水環境質量標準(GB 3838—2002),目標區域TP濃度大於0.02mg/L,小於0.1mg/L時,屬於二類水體。
1)本文針對礦區水環境監測提出了一種基於多通道光譜水質多參數監測方法。此方法采用遠距離非接觸方式進行水體多通道光譜數據采集,獲取的多光譜影像以及地物反射率曲線均符合不同地物的反射光譜特征,優化的水質參數反演模型,使數據更加準確。
2)相對於傳統的單通道光譜數據反演建模方法,最優通道組合數據可以在保證較高準確率的同時減小了計算量,降低數據計算複雜度,克服運算量過大問題,保證了數據處理實時性。
3)多通道光譜水環境監測方法結合了傳統監測和遙感監測,很大程度上彌補了時效性、可視化效果等方麵的不足,可以及時獲得準確的水質參數的空間分布、時空變化,對礦區水域整體治理具有重要的應用價值和實際意義。
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