I. Įvadas

Didėjant aplinkos problemoms, pagrindinis prioritetas tapo tikslus ir efektyvus aplinkos stebėjimas. Hiperspektrinės vaizdo gavimo technologija, turinti didelę spektrinę skiriamąją gebą ir informaciją apie daugialypę juostą, suteikia galingą aplinkos stebėjimo įrankį. Tai gali gauti išsamias tikslinių objektų spektrines savybes ir suteikti mokslinį pagrindą aplinkos kokybės vertinimui ir taršos kontrolei.

Ii. Hiperspektrinės vaizdo technologijos apžvalga

I) principas

Hiperspektrinius vaizdus sudaro daugybė ištisinių siauros juostos vaizdų. Išmatuojant atspindį, radiaciją ir kitas taikinio savybes esant skirtingais bangų ilgiais, gaunama taikinio spektrinė charakteristika. Šiose kreivėse yra fizinė ir cheminė taikinio informacija ir jos gali būti naudojamos norint nustatyti ir analizuoti skirtingus aplinkos elementus.

(Ii) charakteristikos

Didelė spektrinė skiriamoji geba: gali atskirti subtilius spektrinius skirtumus ir tiksliai nustatyti skirtingas aplinkos medžiagas.

Daugialypės juostos informacija: jame yra daug juostos duomenų, kurie gali visiškai atspindėti aplinkosaugos tikslų ypatybes.

Erdvinės informacijos derinimas su spektrine informacija: ne tik gali būti nustatyta aplinkosaugos tikslų vieta, bet ir jų sudėtis bei būsena gali būti giliai suprantama.

Nekontaktinis matavimas: Stebėjimas gali būti atliekamas nepažeidžiant aplinkos.

Iii. Hiperspektrinių vaizdų taikymas stebint aplinkos apsaugą

I) vandens kokybės stebėjimas

Teršalų aptikimas: Jis gali aptikti įvairius vandenyje esančius teršalus, tokius kaip sunkieji metalai, organinės medžiagos, maistinės medžiagos ir kt. Skirtingi teršalai turės unikalias spektrines reakcijas konkrečiais bangos ilgiais. Išanalizavus hiperspektrinius vaizdus, ​​gali būti tiksliai nustatyti teršalų tipai ir koncentracijos.

Dumblių stebėjimas: Dumblių augimas sukels vandens telkinių spektrinių savybių pokyčius. Hiperspektrinės vaizdo gavimo technologija gali stebėti dumblių pasiskirstymą ir augimo būklę realiu laiku, teikdama palaikymą vandens žydėjimo įspėjimui.

Vandens kokybės vertinimas: integruojant informaciją iš kelių juostų gali būti atliktas išsamus vandens kokybės įvertinimas, įskaitant tokius rodiklius kaip skaidrumas, drumstumas ir ištirpęs deguonis.

(Ii) Atmosferos stebėjimas

Teršalų koncentracijos stebėjimas: Jis gali stebėti įvairius atmosferos teršalus, tokius kaip sieros dioksidas, azoto oksidai ir ozonas. Išanalizavus hiperspektrinius atmosferos vaizdus, ​​galima gauti koncentracijos pasiskirstymą ir besikeičiančias teršalų tendencijas.

Aerozolių stebėjimas: aerozoliai daro didelę įtaką atmosferos aplinkai ir klimato pokyčiams. Hiperspektrinės vaizdo technologija gali nustatyti įvairius aerozolių tipus ir stebėti jų koncentraciją bei pasiskirstymą.

Šiltnamio efektą sukeliančių dujų stebėjimas: Stebėkite šiltnamio efektą sukeliančias dujas, tokias kaip anglies dioksidas ir metanas, kad būtų galima paremti duomenis apie klimato pokyčius.

Iii) Ekologinės aplinkos stebėjimas

Vegetacijos aprėpties stebėjimas: Išanalizavus augmenijos spektrines savybes, augalijos aprėptį galima tiksliai apskaičiuoti ir galima įvertinti ekosistemos sveikatą.

Biologinės įvairovės stebėjimas: Skirtingos rūšys pasižymi skirtingomis spektrinėmis savybėmis. Hiperspektrinės vaizdo gavimo technologija gali būti naudojama nustatant ir stebėti biologinę įvairovę ir suteikti ekologinės apsaugos pagrindą.

Žemės naudojimo pokyčių stebėjimas: ji gali greitai stebėti žemės naudojimo pokyčius ir nedelsdamas atrasti neteisėtą profesiją ir ekologinę žalą.

Iv. Hiperspektrinės vaizdo gavimo technologijos taikymo pranašumai ir iššūkiai aplinkos stebėjimo srityje

I) Privalumai

Didelio tikslumo stebėjimas: Jis gali pateikti išsamią spektrinę informaciją, kad būtų pasiektas aukšto tikslo stebėjimas ir aplinkosaugos tikslų analizė.

Didelės srities stebėjimas: jis gali greitai gauti informacijos apie aplinką didelėje srityje ir pagerinti stebėjimo efektyvumą.

Stebėjimas realiuoju laiku: jis turi galimybę stebėti realiuoju laiku ir gali nedelsiant atspindėti aplinkos pokyčius.

(Ii) iššūkiai

Sudėtingas duomenų apdorojimas: Hiperspektriniai vaizdai turi daug duomenų ir juos sunku apdoroti, reikalaujant profesionalios programinės įrangos ir algoritmų.

Aplinkos trukdžiai: Faktiškai stebint aplinkos stebėjimą, jį lengvai veikia tokie veiksniai kaip orai ir šviesa, o tai sumažina duomenų tikslumą.

Didelės įrangos kaina: Hiperspektrinė vaizdo gavimo įranga yra brangi, o tai riboja jos platų taikymą aplinkos stebėjimo srityje.

V. Ateities plėtros tendencijos

Technologinės naujovės: nuolat tobulinti hiperspektrinių vaizdų skiriamąją gebą ir tikslumą, kurti sudėtingesnius duomenų apdorojimo algoritmus ir pagerinti stebėjimo tikslumą ir efektyvumą.

Kelių šaltinių duomenų suliejimas: integruokite hiperspektrinius vaizdus su kitais aplinkos stebėjimo duomenimis, tokiais kaip palydovinio nuotolinio stebėjimo duomenys ir žemės stebėjimo duomenys, kad būtų galima išsamiau stebėti aplinkos stebėjimą.

Intelektualus pritaikymas: sujunkite dirbtinį intelektą, mašinų mokymąsi ir kitas technologijas, kad pasiektumėte automatinę hiperspektrinių vaizdų analizę ir pagerintumėte stebėjimo intelekto lygį.

Išlaidų mažinimas: plėtojant technologijas ir plėtojant rinką, tikimasi, kad hiperspektralinės vaizdo gavimo įrangos kaina palaipsniui mažės, skatinant platų taikymą aplinkos stebėjimo srityje.

Vi. Išvada

Hiperspektrinės vaizdo gavimo technologija turi puikų taikymo potencialą aplinkos stebėjimo srityje. Tai suteikia naujų vandens kokybės stebėjimo, atmosferos stebėjimo ir ekologinės aplinkos stebėjimo priemonių ir metodų. Nors vis dar yra keletas iššūkių, nuolat tobulinant ir tobulinant technologijas, hiperspektralinė vaizdo gavimo technologija vaidins vis svarbesnį vaidmenį stebint aplinkos stebėjimą ir užtikrins tvirtą paramą aplinkai apsaugoti ir tvarų vystymąsi pasiekti.