Supervisión del medio ambiente fluvial urbano mediante la cuantificación de las distribuciones de los parámetros de...

Área de la Ciencia:

• Ciencias del medio ambiente
• Detección remota
• Ciencia de los datos

Sus antecedentes:

• El control de la calidad de las aguas fluviales urbanas es crucial para la protección del medio ambiente.
• La teledetección hiperespectral de vehículos aéreos no tripulados (UAV) ofrece un control flexible de la calidad del agua.
• Los métodos existentes a menudo requieren numerosas muestras de agua costosas y carecen de un marco unificado.

Objetivo del estudio:

• Proponer una red de ondas de retroalimentación híbrida (HF-RN) para recuperar múltiples parámetros de calidad del agua (WQP) de los datos hiperespectrales de los UAV.
• Desarrollar un marco unificado para la predicción de las PQM, reduciendo la dependencia del muestreo extensivo del agua.
• Cuantificar la distribución espacial de los WQP y mejorar la precisión y la estabilidad de las predicciones.

Principales métodos:

• Desarrolló una red de ondas de retroalimentación híbrida (HF-RN) que integra el aprendizaje profundo, el análisis de patrones espaciales y las estadísticas probabilísticas.
• Utilizó datos hiperespectrales de UAV para la recuperación de WQP.
• Utilizó una red de gráficos de propagación de ondas para el intercambio de información entre las regiones muestreadas y no muestreadas.

Principales resultados:

• HF-RN recuperó con éxito las concentraciones de fósforo total (TP), nitrógeno total (TN), demanda química de oxígeno (COD), demanda bioquímica de oxígeno (BOD), clorofila a (Chl-a) y sólidos en suspensión totales (TSS).
• El método demostró una reducción de los requisitos de muestras de agua y una mayor precisión y estabilidad de la predicción.
• HF-RN logró un error promedio porcentual absoluto (MAPE) entre el 7,54% y el 12,38% en conjuntos de datos del mundo real, superando los modelos de referencia.

Conclusiones:

• El HF-RN propuesto proporciona un enfoque eficiente y rentable para el control de la calidad del agua de los ríos urbanos.
• El estudio sienta las bases para optimizar la gestión de los ríos urbanos y el control de las descargas de aguas residuales.
• HF-RN sirve como una valiosa herramienta de visualización para evaluar las variaciones de la calidad del agua.