Achos cymhwyso Dadansoddiad Hyperspectrol Sbectrwm Lliw o Ddata Ansawdd Dŵr

1. Cyflwyniad

Mae'r papur hwn yn defnyddio technoleg synhwyro o bell hyperspectrol i gynnal dadansoddiad manwl o faes penodol i ddatgelu nodweddion amgylcheddol ansawdd dŵr wyneb. Mae'r cefndir ymchwil yn seiliedig ar gymhwyso technoleg hyperspectrol yn eang mewn monitro amgylcheddol, ymchwilio i adnoddau ac asesu ecolegol. Nod yr astudiaeth hon yw llenwi'r bwlch ymchwil cyfredol a darparu sylfaen wyddonol ar gyfer datblygu cynaliadwy rhanbarthol.

2. Casglu a rhagbrosesu data

Daw'r data o blatfform delweddu hyperspectrol FS-60 o dechnoleg CAIPU. Mae'r band sbectrol yn cwmpasu 400-1000NM, ac mae'r ystod sbectrol yn cynnwys golau gweladwy i is-goch tonnau byr. Casglwyd y data ym mis Mai 2024, gan ystyried dylanwad tymhorau, tywydd a ffactorau eraill ar nodweddion sbectrol. Mae'r camau rhagbrosesu yn cynnwys cywiro ymbelydredd, cywiro geometrig, cywiro atmosfferig a thynnu sŵn i sicrhau ansawdd data. Yn ogystal, mae dewis bandiau a lleihau dimensiwn data hefyd yn cael eu perfformio i symleiddio'r broses ddadansoddi ddilynol.

3. Dull Dadansoddi

Mae'r astudiaeth hon yn defnyddio'r model dadansoddi ansawdd dŵr stiwdio sbectrwm Lliw FIGSPEC i ddosbarthu a phrosesu data hyperspectrol, gan gynnwys potasiwm permanganad (CODMN), nitrogen amonia (NH3-H), ocsigen toddedig (DO), cyfanswm nitrogen (TN), cyfanswm ffosfforws (TP (TN) ), a chloroffyl A. Defnyddir clystyru dan oruchwyliaeth, clystyru heb oruchwyliaeth a chyfrifiadau mynegai eraill i sicrhau cywirdeb a sefydlogrwydd y canlyniadau dosbarthu. Ar yr un pryd, dadansoddir nodweddion cromlin sbectrol gwahanol wrthrychau neu samplau gan ddefnyddio technoleg echdynnu nodwedd sbectrol i ddatgelu eu priodweddau ffisegol neu gemegol.

4. Dadansoddi Data

V. Canlyniadau a thrafodaeth

Manteision technoleg hyperspectrol wrth fonitro ansawdd dŵr

1. Mae gan gamerâu hyperspectrol fanteision cydraniad uchel, aml-fand, a digyswllt, a gallant gael data ansawdd dŵr yn gyflym dros ardal fawr.

2. Gallant fonitro paramedrau ansawdd dŵr lluosog ar yr un pryd, gan wella effeithlonrwydd a chywirdeb monitro.

3. Gallant gyflawni monitro amser real ac olrhain deinamig, gan ddarparu cefnogaeth wybodaeth amserol ar gyfer rheoli ansawdd dŵr.

Problemau a heriau presennol

1. Mae angen meddalwedd a thechnoleg broffesiynol ar brosesu a dadansoddi data hyperspectrol, ac mae ganddo ofynion uchel ar gyfer gweithredwyr.

2. Bydd ffactorau amgylcheddol mewn cyrff dŵr (megis golau, dyfnder dŵr, tymheredd y dŵr, ac ati) yn effeithio ar ddata sbectrol, ac mae angen cywiro ac iawndal effeithiol.

3. Mae gan dechnoleg hyperspectrol rai cyfyngiadau o hyd wrth ganfod rhai paramedrau ansawdd dŵr (megis cynnwys metel trwm, ac ati).

Cyfeiriad datblygu yn y dyfodol

1. Gwella ymhellach gywirdeb canfod a sefydlogrwydd technoleg hyperspectrol, a datblygu meddalwedd prosesu a dadansoddi data mwy deallus.

2. Cyfunwch â thechnolegau monitro eraill (megis technoleg synhwyrydd, synhwyro o bell lloeren, ac ati) i gyflawni ymasiad data aml-ffynhonnell a gwella cynhwysedd a chywirdeb monitro ansawdd dŵr.

3. Cryfhau cymhwysiad technoleg hyperspectrol mewn rhybudd cynnar o ansawdd dŵr a monitro brys i ddarparu gwarantau cryf ar gyfer diogelu'r amgylchedd a diogelwch ecolegol.