近日，中國科學(xué)院空天信息創(chuàng )新研究院水環(huán)境遙感團隊解決了水體的定量化處理精度和海量數據批處理效率的科學(xué)難題，形成了以黑臭水體光譜識別模型和高分批處理技術(shù)為核心的業(yè)務(wù)體系，應用于全國23個(gè)?。ㄖ陛犑?、自治區）的64個(gè)地級及以上城市的黑臭水體篩查，支撐了生態(tài)環(huán)境部城市黑臭水體監管工作。
黑臭水體是水體污染的一種極端現象，是目前較為突出的環(huán)境問(wèn)題。“十四五”水環(huán)境治理設定新目標：基本消除城市黑臭水體。黑臭水體具有隨季節反復的變化特征，傳統的篩查和監測方式需要人到達現場(chǎng)，而遙感技術(shù)可以大范圍、快速定位黑臭水體，節約時(shí)間和資源，還可以動(dòng)態(tài)反映變化。因此，遙感技術(shù)作為一種大范圍的黑臭水體監測手段，相比傳統的地面監測手段具有低成本、覆蓋廣、速度快等優(yōu)勢。
據介紹，水環(huán)境遙感團隊從2003年開(kāi)始一直從事水環(huán)境遙感研究，擁有獨立的水體光學(xué)實(shí)驗室。近年來(lái)，依托生態(tài)環(huán)境部、住房和城鄉建設部、水利部等部委的支持，該團隊在水體反射率保真的前提下實(shí)現了批量自動(dòng)化處理影像，完成黑臭水體篩查、治理過(guò)程監督和治理成效評估等全鏈條的深入研究。此外，該團隊自主研發(fā)了城市黑臭水體高分定量遙感專(zhuān)題產(chǎn)品生產(chǎn)系統，極大提高了篩查效率。例如，若1人使用傳統方法篩查完北京建成區約2500平方公里，需要花費1年的時(shí)間，但使用該系統處理高分二號影像進(jìn)行篩查，可以節省到15天。
黑臭水體遙感的原理是什么？據該團隊副研究員申茜介紹，衛星遙感就是遙遠感知，即通過(guò)天上衛星搭載的對電磁波敏感的儀器，在遠離目標和非接觸目標物體條件下探測目標地物，俗稱(chēng)“天眼”。一般水體和黑臭水體的顏色十分接近，很難用肉眼區分。然而，每種水體都有自己的“光譜指紋”，即反射率特征。遙感影像上之所以可以識別出黑臭水體，就是通過(guò)“光譜指紋”的細微差異進(jìn)行識別。
一般水體與黑臭水體光譜的區別
2018-2020年，該團隊配合生態(tài)環(huán)境部、住房和城鄉建設部“城市黑臭水體整治專(zhuān)項行動(dòng)”和生態(tài)環(huán)境部土壤生態(tài)環(huán)境司農村黑臭水體抽查工作，對地方上報名單進(jìn)行核查。根據2019年收集到的水中氨氮含量、透明度、溶解氧等參數和現場(chǎng)感官判別結果，對該團隊提供的黑臭水體遙感篩查結果進(jìn)行精度判斷。結果顯示，一共244個(gè)點(diǎn)位，識別正確點(diǎn)位192個(gè)，識別正確率（識別正確樣本個(gè)數/識別樣本總數*100%）為79%。團隊提供的黑臭水體遙感篩查結果基本可靠。
該團隊成果已在生態(tài)環(huán)境、水利、自然資源、住房和城鄉建設等多家部委單位開(kāi)展業(yè)務(wù)化應用，并被納入國家監管業(yè)務(wù)體系。
“十三五”期間，國家大力整治黑臭水體，取得了顯著(zhù)成效。動(dòng)圖展示的是2018-2020年內，隨著(zhù)時(shí)間推移，北京市某區域內的黑臭河段長(cháng)度不斷減小。
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