Renk Spektrumu Uygulama Örneği Su Kalitesi Verilerinin Hiperspektral Analizi

1. Giriş

Bu makale, yüzey suyu kalitesinin çevresel özelliklerini ortaya çıkarmak için belirli bir alanın ayrıntılı bir analizini yapmak için hiperspektral uzaktan algılama teknolojisini kullanır. Araştırma geçmişi, çevresel izleme, kaynak araştırması ve ekolojik değerlendirmede hiperspektral teknolojinin yaygın uygulamasına dayanmaktadır. Bu çalışma mevcut araştırma boşluğunu doldurmayı ve bölgesel sürdürülebilir kalkınma için bilimsel bir temel sağlamayı amaçlamaktadır.

2. Veri toplama ve önişleme

Veriler, CAIPU teknolojisinin FS-60 hiperspektral görüntüleme platformundan geliyor. Spektral bant 400-1000nm'yi kapsar ve spektral aralık görünür ışığı ila kısa dalga kızılötesini kapsar. Veriler, mevsimlerin, hava koşullarının ve diğer faktörlerin spektral özellikler üzerindeki etkisi dikkate alınarak Mayıs 2024'te toplanmıştır. Ön işleme adımları, veri kalitesini sağlamak için radyasyon düzeltmesi, geometrik düzeltme, atmosferik düzeltme ve gürültü giderilmesini içerir. Ayrıca, sonraki analiz sürecini basitleştirmek için bant seçimi ve veri boyutsallığı azaltma da yapılır.

3. Analiz yöntemi

Bu çalışma, potasyum permaganat (CODMN), amonyak azotu (NH3-H), çözünmüş oksijen (DO), toplam azot (TN) dahil olmak üzere hiperspektral verileri sınıflandırmak ve işlemek için renk spektrumu figspec stüdyo su kalitesi analiz modelini kullanır. ) ve klorofil A. Sınıflandırma sonuçlarının doğruluğunu ve stabilitesini sağlamak için denetimli kümeleme, denetimsiz kümeleme ve diğer indeks hesaplamaları kullanılır. Aynı zamanda, farklı nesnelerin veya numunelerin spektral eğri özellikleri, fiziksel veya kimyasal özelliklerini ortaya çıkarmak için spektral özellik çıkarma teknolojisi kullanılarak analiz edilir.

4. Veri Analizi

V. Sonuçlar ve Tartışma

Su kalitesi izlemede hiperspektral teknolojinin avantajları

1. Hiperspektral kameralar yüksek çözünürlüklü, çok bant ve temasta bulunmayan avantajlara sahiptir ve geniş bir alanda hızlı bir şekilde su kalitesi verileri elde edebilir.

2. Aynı anda çoklu su kalitesi parametrelerini izleyebilirler, izleme verimliliğini ve doğruluğunu artırabilirler.

3. Su kalitesi yönetimi için zamanında bilgi desteği sağlayarak gerçek zamanlı izleme ve dinamik izleme elde edebilirler.

Mevcut sorunlar ve zorluklar

1. Hiperspektral verilerin işlenmesi ve analizi profesyonel yazılım ve teknoloji gerektirir ve operatörler için yüksek gereksinimlere sahiptir.

2. Su kütlelerindeki çevresel faktörler (ışık, su derinliği, su sıcaklığı, vb.) Spektral verileri etkileyecek ve etkili düzeltme ve telafi gereklidir.

3. Hiperspektral teknolojinin, belirli su kalitesi parametrelerini (ağır metal içeriği vb. Gibi) tespit etmede hala bazı sınırlamaları vardır.

Gelecek Gelişme Yönü

1. Hiperspektral teknolojinin tespit doğruluğunu ve stabilitesini daha da geliştirin ve daha akıllı veri işleme ve analiz yazılımı geliştirin.

2. Çok kaynaklı veri füzyonu elde etmek ve su kalitesi izlemenin kapsamlılığını ve doğruluğunu artırmak için diğer izleme teknolojileri (sensör teknolojisi, uydu uzaktan algılama, vb.)

3. Çevre koruma ve ekolojik güvenlik için güçlü garantiler sağlamak için hiperspektral teknolojinin su kalitesi erken uyarı ve acil durum izleme uygulamasını güçlendirin.