一个基于微型超频谱仪的高频和实时地面遥感系统,用于获得水质
Yunfei Li1, Yanhu Fu1, Ziyue Lang2
1School of Biomedical Engineering, Hainan University, Sanya 572000, China.
Sensors (Basel, Switzerland)
|March 28, 2024
概括
一个新的地面超频谱遥感系统提供了高频,实时的水质监测. 它准确地测量了叶绿素a,总和总,为保护水资源提供了切实可行的解决方案.
科学领域:
- 环境科学 环境科学
- 遥感技术 遥感技术 遥感技术
- 分析化学 分析化学
背景情况:
- 持续监测水质对于管理稀缺的水资源至关重要.
- 传统的监测方法在成本效益和数据频率方面存在局限性.
- 需要先进的自主系统来实时评估水参数.
研究的目的:
- 开发和评估基于地面的超频谱遥感系统,用于高频水质监测.
- 评估系统在准确测量关键水质指标方面的能力.
- 为自主,长期的水质评估提供实用和可靠的解决方案.
主要方法:
- 部署了带有紧光谱仪 (350-950 nm,4 nm分辨率) 的地面超频谱遥感系统.
- 该系统集成了太阳能,Wi-Fi和微型计算机以实现自主操作.
- 使用实证方法和机器学习 (SVM,线性模型) 将反射光谱与水质参数相关联.
主要成果:
- 带比算法实现了对素a (Chla) 度 (R平方=0.95) 的高精度.
- 机器学习模型在总 (TP),总 (TN) 和化学氧气需求 (COD) (R平方值分别为0.93,0.92和0.88) 方面表现强.
- 该系统很快 (3秒内) 捕获了水反射光谱.
结论:
- 开发的超光谱水质监测系统是实用和可靠的.
- 这一创新系统为有效的高频水质评估提供了一个新的解决方案.
- 该系统支持对水资源管理至关重要的自主,长期监测.
