智易时代院市合作项目|机载遥感数字化高光谱水质检测技术开发项目

 

经过天津智易时代科技发展有限公司的主导申报，并携手中国科学院长春光学精密机械与物理研究所的共同努力，“机载遥感数字化高光谱水质检测技术开发”项目于2023年成功立项，并与天津市科技局签订合同，为项目的后续实施提供了坚实的保障。

 

项目主要研究内容

一体化无人机载平台水质富营养化成分光谱检测仪器研制——针对水质诊断预测模型，分解无人机载平台水质富营养化成分光谱检测仪器各模块技术指标，实现一体化设计，完成无人机载平台水质富营养化成分光谱检测仪器研制。

无人机载平台多维减振装置研发——针对无人机载平台实际操作环境，确定减振稳台技术方案，建立稳台力学性能模型，采用有限元分析方法对核心结构进行仿真分析，结合稳台减震特性实现摆扫误差在线校正及高精度控制，完成基于高光谱技术的无人机稳台模块化研制。

水质富营养化成分光谱特性数学模型构建——开展针对不同水质样本的氮磷钾、叶绿素a等成分光谱响应特性研究，通过研究水质特征光谱与富营养化成分含量的相关性，分析水质理化性质，构建水质富营养化成分评价函数，并建立基于高光谱技术的水质诊断预测模型。

水质富营养化成分快速定量分析算法开发——通过探究不同光谱预处理方法对基于水质富营养化成分高光谱数据的数学模型预测性能的影响，分别构建基于全谱、特征波段的校正模型，建立基于高光谱技术的水质富营养化成分定量反演算法。

 

项目预计达成目标

通过解决水质富营养化成分光谱特性数学模型构建、水质富营养化成分快速定量分析算法开发、一体化无人机载平台水质富营养化成分光谱检测仪器研制以及无人机载平台多维减振装置研发等关键技术问题，实现无人机载遥感数字化高光谱水质检测技术开发与应用示范，解决现有水质理化性质检测方法难以对水质富营养化成分进行原位、实时在线、大面积检测以及航天遥感光谱检测技术存在空间分辨率低、易受环境因素影响等问题。

通过以水生态环境检测领域需求为导向，以“时、空、光、谱”技术为基础，开展产品级开发与产业化，形成以高光谱水生态检测装备为核心，辐射带动光电装备产业新局面。实现对我市湖泊、河流、近海海域等处水质富营养化成分的有效检测，促使我市在水环境治理、水生态完善等方面做出合理规划。

 

水质监测系列产品

 

全光谱水质在线监测系统

全光谱水质在线监测系统包含光谱仪、光谱水质数据处理终端、算法模型及管控平台；光谱仪采用100%国产化高信噪比、高分辨率，适应各种条件下使用的双光路紫外-可见全光谱采集探头；对水体污染物200nm-800nm的吸收响应波段，并结合紫外探测器的量子效率有针对性的搭建高信噪比、高分辨率的双光路光谱采集系统。此外本产品还可根据需求集成水质五参数（温度、PH、溶解氧、电导率、浊度），同时，为了满足各类污水环境下连续工作需求，整合高分子涂层材料、电控自动刷头等多种抗污手段，提高了探头场景适应性。

 

水质在线监测系统（机柜）

监测参数：CODcr、氨氮、总磷、总氮、总有机碳等监测因子；

适用场景：适用于水源地监测、环保监测站，市政水处理过程，循环冷却水、工业水源循环利用、工厂化水产养殖等领域。

 

水质在线监测系统（标准站）

监测参数：可监测水质常规参数、COD、BOD、总磷、总氮、氨氮、重金属等几十种指标；

测量方式：采用标准监测方法，测量精准，可靠性高，寿命长；

适用场景：用于岸边站、标准站、微型水站等。

 

水质多参数监测系统（探头）

多参数探头：PH、UVCOD、溶氧、电导率、浊度、水中油等；

测量方式：不需要试剂，投入式监测，无二次污染，即插即用，连接控制器，也可用于浮标站；

功能特点：安装方便，响应时间＜30S，防水防腐蚀探头；

适用场景：地表水、污染源、污水处理厂等。