中科院團隊水環境遙感獲突破 助力城市篩查整治黑臭水體
2021年03月02日16:14

中新網北京3月2日電 (記者 孫自法)中國科學院空天信息創新研究院(中科院空天院)3月2日發佈消息說,該院水環境遙感團隊近日已解決水體的定量化處理精度和海量數據批處理效率的科學難題,形成以黑臭水體光譜識別模型和高分批處理技術為核心的業務體系,可為城市篩查、整治黑臭水體工作提供有效科技支撐。

目前,中科院空天院水環境遙感團隊成果已在生態環境、水利、自然資源、住房和城鄉建設等多個部委開展業務化應用,並被納入國家監管業務體系。其中,服務生態環境部城市黑臭水體監管工作方面,已應用於全國23個省(直轄市、自治區)的64個地級及以上城市的黑臭水體篩查。

據中科院空天院水環境遙感團隊介紹,黑臭水體是水體汙染的一種極端現象,也是目前較為突出的環境問題,中國“十四五”水環境治理設定了“基本消除城市黑臭水體”新目標。不過,水體面廣、量大,而黑臭水體具有隨季節反複的變化特徵,傳統的篩查和監測方式需要人到達現場,遙感技術則可以大範圍、快速定位黑臭水體,節約時間和資源,還可以動態反映變化。因此,遙感技術作為一種大範圍的黑臭水體監測手段,相比傳統的地面監測手段具有低成本、覆蓋廣、速度快等優勢。

該團隊從2003年開始一直致力於水環境遙感研究,擁有獨立的水體光學實驗室,先後承擔多項國家級水環境科研課題,在水環境遙感領域和黑臭水體遙感領域處於國內領先地位。近年來,水環境遙感團隊在水體反射率保真的前提下實現批量自動化處理影像,完成黑臭水體篩查、治理過程監督和治理成效評估等全鏈條的深入研究,並自主研發出城市黑臭水體高分定量遙感專題產品生產系統,極大提高篩查效率。例如,1人使用傳統方法篩查完北京建成區約2500平方公里,需要花費1年時間,但使用水環境遙感團隊研發系統處理高分二號衛星影像進行篩查,可以節省到只用15天。

水環境遙感如何準確篩查、識別黑臭水體?中科院空天院水環境遙感團隊申茜副研究員指出,一般水體和黑臭水體的顏色十分接近,很難用肉眼區分。然而,每種水體都有自己的“光譜指紋”,即反射率特徵,遙感影像上之所以可以識別出黑臭水體,就是通過“光譜指紋”的細微差異進行識別。

據瞭解,2018-2020年,中科院空天院水環境遙感團隊配合生態環境部、住房和城鄉建設部“城市黑臭水體整治專項行動”和生態環境部土壤生態環境司農村黑臭水體抽查工作,對地方上報名單進行核查。根據2019年收集到的水中氨氮含量、透明度、溶解氧等參數和現場感官判別結果,對該團隊提供的黑臭水體遙感篩查結果進行精度判斷。結果顯示,一共244個點位,識別正確點位192個,識別正確率為79%,表明其提供的黑臭水體遙感篩查結果基本可靠。

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