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水是生命之源，是生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，也是人類生產(chǎn)生活不可或缺的資源。然而，隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展，水污染問題日益嚴峻，工業(yè)廢水排放、農(nóng)業(yè)面源污染、生活污水肆意排放等，不僅破壞了水生生態(tài)系統(tǒng)的平衡，威脅著水生動植物的生存，還可能通過飲用水、食物鏈等途徑，對人類健康造成潛在危害。進行水質(zhì)檢測，能夠及時、準確地掌握水體質(zhì)量狀況，發(fā)現(xiàn)潛在的污染問題，為水資源保護、水污染治理、生態(tài)修復等工作提供科學依據(jù)，對保障生態(tài)安全、維護公眾健康、促進可持續(xù)發(fā)展具有不可替代的重要意義。?

在水資源保護與生態(tài)環(huán)境監(jiān)測日益重要的當下，精準、高效地檢測水質(zhì)成為關(guān)鍵任務。近期，一項利用無人機搭載高光譜相機的水質(zhì)監(jiān)測實驗在重慶永川興龍湖公園展開，為我們深入了解該區(qū)域水質(zhì)狀況提供了詳實的數(shù)據(jù)與科學依據(jù)。?

一、實驗目的

此次實驗目標明確，旨在全面測試重慶永川興龍湖公園上下游的水質(zhì)情況。

二、實驗設(shè)備

高光譜相機 FS60-C 成為此次監(jiān)測的核心設(shè)備，相比傳統(tǒng)水質(zhì)檢測方法，高光譜相機有著顯著的優(yōu)勢。它的光譜范圍覆蓋 400-1000nm，光譜分辨率達 2.5nm，能夠捕捉到極其細微的光譜差異，如同給水體進行 “光譜指紋” 識別，哪怕是濃度極低的污染物，也能通過其獨特的光譜特征被精準檢測出來；而且，高光譜相機可以實現(xiàn)大面積、快速的非接觸式監(jiān)測，無需像傳統(tǒng)方法那樣采集大量水樣，大大提高了監(jiān)測效率，還能避免采樣過程對水體的干擾。搭配 18% 反射率灰布用于校準，確保數(shù)據(jù)的準確性；大疆 350rtk 無人機則憑借其穩(wěn)定的飛行性能，承擔起搭載相機完成監(jiān)測飛行的重任。

設(shè)備名稱	型號	配置明細	備注
機載高光譜相機	FS60-C	光譜范圍 400-1000nm;光譜分辨率：2.5nm
校準布	-	18%反射率灰布
無人機	大疆350RTK

三、實驗過程

1. 規(guī)劃飛行航線 ，選取所要拍攝的河流區(qū)域 
  2. 測試過程如圖 3. 飛行高度 120m， 空間 4 合并 ，480 分辨率 ，光譜 4 合并 ，1200 通道
4. 飛行區(qū)域面積： 約 2.5 平方公里左右
5. 飛行數(shù)據(jù)圖像展示          
以上是分析軟件選用三通道擬合的可見光偽彩圖擬合圖像，分別使用了R通道：619.45nm，G通道：549.17nm，B通道：450.03nm
6. 提取河道分布（展示部分）  
展示整體

四、數(shù)據(jù)分析

• l氨氮：氨氮指數(shù)是水質(zhì)監(jiān)測中的一個重要參數(shù)，用于衡量水體中以氨（NH?）和銨離子（NH??）形式存在的氮的濃度。氨氮是水體中氮循環(huán)的一個關(guān)鍵組成部分，同時也是水體富營養(yǎng)化的主要原因之一，它可以來源于農(nóng)業(yè)、工業(yè)、生活污水排放等多種途徑。

左側(cè)代表不同顏色對應的數(shù)值范圍，數(shù)值越大含量越高   結(jié)論：上游濃度明顯高于下游

• 葉綠素A：葉綠素A指數(shù)是水體生態(tài)學和海洋學中一個重要的水質(zhì)指標，用于衡量水體中浮游植物（主要是藻類）的生物量。葉綠素A是大多數(shù)光合生物體內(nèi)主要的色素，它的濃度可以直接反映水體中初級生產(chǎn)者的數(shù)量和活性，因此是評估水體富營養(yǎng)化程度、生產(chǎn)力和生態(tài)健康的關(guān)鍵參數(shù)。

左側(cè)代表不同顏色對應的數(shù)值范圍，數(shù)值越大含量越高 異常區(qū)域水質(zhì)分布及可見光圖像      
結(jié)論：葉綠素A中異常區(qū)域分布于中游部分
 

• 溶解氧：溶解氧指數(shù)是水質(zhì)監(jiān)測中的一個關(guān)鍵參數(shù)，它反映了水中溶解的氧氣量。溶解氧對于維持水生生態(tài)系統(tǒng)的健康至關(guān)重要，因為它直接關(guān)系到水生生物的生存，尤其是魚類和其他需氧生物的呼吸過程。

不同顏色代表數(shù)值含義，值越大濃度越高 異常區(qū)域主要分布于公園區(qū)域及下游，濃度從上游到下游，呈現(xiàn)出逐步減少的趨勢 結(jié)論：下游區(qū)域溶解氧相對上游區(qū)域下降較大
 

• 高猛酸：高錳酸鉀指數(shù)是一種水質(zhì)監(jiān)測指標，用于反映水中可被高錳酸鉀氧化的有機和無機還原性物質(zhì)的含量。這個指標通過測定在特定條件下高錳酸鉀（KMnO4）氧化水樣中某些有機物和無機還原性物質(zhì)時消耗的高錳酸鉀量，進而計算出相當于消耗氧氣的量。

    整體趨勢 上游呈現(xiàn)中間數(shù)值低，兩岸數(shù)值高現(xiàn)象 下游呈現(xiàn)結(jié)果類似，但是數(shù)值上升了一個量級
結(jié)論：下游與上游趨勢一致，下游的含量趨勢上升了一個量級