利用无人机搭载高光谱遥感监测设备进行总氮（TN）、总磷(TP)等数据和测量，然后通过GIS软件、空间分析数学模型对数据进行分析，生成遥测水域的水质空间分布图。

外业数据工作主要涉及到设备安装、靶标布设、参数设置、航线规划、飞行控制等实验；内业整理包括反射率计算、几何校正、影像拼接、参数反演等工作，生成BIL格式的数据产品及水质多参数可视化数据。

表1 试测工作地点及现场照片

二、数据处理及结果

高光谱遥感数据预处理主要对外业的原始数据进行辐射校正、光谱定标、反射率计算、几何校正、影像拼接等操作，数据预处理流程见图1。

图1高光谱遥感数据处理作业流程

基于经过预处理的高光谱反射率数据使用NDWI指数和阈值法提取水边界。然后分别导入我公司开发的各水质参数开放式反演算法，对提取的水体高光谱数据进行总氮、总磷等指标定量反演。反演结果进行统计学分析和评估，结合卫星地图或正射地图，制成水体各参数的可视化效果影像，本次实验结果见表2。

表2向阳林场人工湖水体各参数的可视化效果影像

三、设备服务能力

我司无人机水质水环境高光谱遥测成套设备结合开放式多模型融合算法，可实现水体叶绿素、藻蓝素、悬浮物、总氮、总磷、COD、氨氮、溶解有机物、植被覆盖度等水质水生态多参数和影像的同步。设备性能较好，具备每小时长50公里，面积20平方公里的飞行作业效率，以及地基每分钟一次的数据能力。结合空间分析可视化展示技术，以水色和黑臭指数表征水体黑臭信息，实现水质数据和影像的同时，完成对排污口检查，尤其是被隐藏的排污口，从而深度揭示黑臭水体空间分布和程度等信息，为环保执法等提供直接的证据。

四、设备优越性

本设备系统具有很好的扩展性，能够与大数据分析和预警管理平台等其他数据平台通过模块设计实现无缝对接。实现对数据深度诊断挖掘，和生态风险分级预警。与卫星遥感和传统的人工监测网络等联合，升级构建“天-空-地-水”一体化水生态环境大数据智能管控预警平台，实现“数据-自动分析-报告-分级预警”等功能的无缝对接，提高对水环境适时监测和快速预警等智慧管控能力和效率。

五、设备应用及前景展望

本设备适用于各种水体的水环境和水质监测，污染口排查与追溯，水生态健康评价，水文水资源遥感评估，农田水利规划，水旱灾害监测，江河冰凌泥沙监测，滑坡等地质灾害应急监测等。该技术在广东省鹤山市和中山市、福建省泉州和宁德、山东漳卫新河、河南信阳、青海省青海湖和湖北省武汉市等地得到了广泛应用。

表3 无人机高光谱遥测成套设备应用成功案例

其应用已经遍布松花江和辽河以外的各大水系，并获得一致好评。在应用推广中，也积累了大量的行业应用案例，为后续的产品升级提升和新产品研发提供了良好的技术经验。随着我国河湖生态管控的强劲需求，本设备和系统将具有广阔的应用前景。