前沿黑科技！智慧水务传感器黑科技引领水质保护精准升级

       水环境监测是水环境保护的重要组成部分，是实现水环境管理精准决策的重要方式，也是水污染治理和水质精细化管理的基础。水环境监测是保护水环境不可或缺的一部分，它通过收集和分析水体中的各种指标和参数，以评估水质状况和水污染程度。这些指标和参数包括水体中的溶解氧、氨氮、总磷、总氮、COD（化学需氧量）等物理、化学和生物指标。其目的是及时发现和预警水体中的污染物，为水环境管理部门提供科学依据，制定相应的保护和治理措施。

       现传统的水环境现场监测通常依赖于化学方法，操作方式是在岸边建立水质监测站，将水抽到流通池中，通过管路和泵进行化学反应，从而获取数据。然而，这种方式存在一些限制，如高昂的建设和运维成本，点位有限且盲区较大，无法实时、全面、准确地反映水质状况和变化趋势。

       有些传感器能监测的参数非常有限，例如常见指标总氮、总磷等就很难实现，有的参数几乎没有一个成熟的传感器技术可以应用。且传感器仍有准确度、稳定性的等各种局限性，标准也十分的欠缺。因此，一些新兴的黑科技正在水环境监测领域崭露头角，这些黑科技打破了传统监测的局限，为水环境保护提供了全新思路和手段。

1、高光谱监测方法

高光谱传感器是一种能够获取水体中特定波长范围内大量连续谱段的传感器。传统的光谱传感器只能获取有限的几个波长，而高光谱传感器可以获取数百个波长的数据，从而提供更详细、准确的光谱信息。在水质监测中，高光谱传感器可以实时监测水体中的溶解物质浓度、藻类生长情况、水色等指标，帮助评估水质状况和生态环境。高光谱技术与人工智能等技术融合，通过实地采集大量水质真值数据，进行人工智能反演算法训练，面对不同地区差异化的水体特征，采用对应的人工智能算法模型，并支持算法远程升级，保障在不同区域、不同时域下的水质采集精度，实现因“水”制宜开展监测。

高光谱的应用方式有很多种：高光谱摄像头+人工智能、高光谱摄像头+无人机+人工智能、高光谱摄像头+浮标.....目前各高光谱各品牌商宣称可以监测的参数包括： 化学需氧量（COD）、氨氮、总磷、总氮、高锰酸盐指数、生物需氧量（BOD）、总有机碳（TOC）、pH、浊度、悬浮物、色度、叶绿素、溶解氧、亚硝酸盐、综合营养化指数。但是具体还是有待时间的考验。

2、遥感技术水质监测

遥感技术利用卫星、飞机等遥感平台获取水体的光谱、热红外、雷达等数据，通过遥感技术对水体进行监测和分析。遥感传感器可以快速获取大范围的水质信息，包括水体温度、表层浊度、藻类水华等。通过遥感技术，可以对大面积水域进行连续监测，及时发现和预警水质异常变化。遥感技术在硬件中需要设计参数获取与传输模块以及遥感图像视频的传输模块。再利用图像识别软件进行分析和监测。其优势有：

（1）信息收集较为全面

由于遥感技术探测范围较大，航摄飞机高度可达10 km 左右，借助卫星进行的遥感监测更是能够覆盖3 万多 km2的地面范围，所以在进行水环境监测之时就能够在很大程度上契合水环境的监测需要。

（2）适用范围较广

遥感技术穿透能力强，无论是液体还是固体以及气体都逃脱不了遥感技术的感应和监测，所以即便是处于原始森林或者是山地中的流域也能够通过遥感技术实现水环境监测。

（3）整体性较强

遥感设备能够进行立体动态监测，并且将监测结果以直观的航空影像呈现出来，检测过程保持了连续性，这使水环境监测不会局限于片面范围，而是使水环境以整体形式呈现在大家面前，使水环境实现了全面整体监测与辨识。

（4）手段丰富，效率较高

遥感技术作为利用电磁波进行信息收集的作业，可根据不同水域的特点对波段和相关设备进行调整。作业过程中，相关人员可利用紫外线、红外线和微波波段等多样化的方法针对水环境进行信息收集，不仅能够对地表水的流域状况进行监测，还能够实现对地下水的信息收集。

但是，目前遥感可以监测的参数仍然相对偏少，目前能监测的参数包括：油渍污染、水体富营养化监测、悬浮物的监测、热污染。但是水体污染的参数，还是涉及到方方面面，单遥感手段也是解决不了水环境的全部问题。

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