智易時代院市合作項目|機載遙感數(shù)字化高光譜水質(zhì)檢測技術(shù)開發(fā)項目

 

經(jīng)過天津智易時代科技發(fā)展有限公司的主導(dǎo)申報，并攜手中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所的共同努力，“機載遙感數(shù)字化高光譜水質(zhì)檢測技術(shù)開發(fā)”項目于2023年成功立項，并與天津市科技局簽訂合同，為項目的后續(xù)實施提供了堅實的保障。

 

項目主要研究內(nèi)容

一體化無人機載平臺水質(zhì)富營養(yǎng)化成分光譜檢測儀器研制——針對水質(zhì)診斷預(yù)測模型，分解無人機載平臺水質(zhì)富營養(yǎng)化成分光譜檢測儀器各模塊技術(shù)指標(biāo)，實現(xiàn)一體化設(shè)計，完成無人機載平臺水質(zhì)富營養(yǎng)化成分光譜檢測儀器研制。

無人機載平臺多維減振裝置研發(fā)——針對無人機載平臺實際操作環(huán)境，確定減振穩(wěn)臺技術(shù)方案，建立穩(wěn)臺力學(xué)性能模型，采用有限元分析方法對核心結(jié)構(gòu)進行仿真分析，結(jié)合穩(wěn)臺減震特性實現(xiàn)擺掃誤差在線校正及高精度控制，完成基于高光譜技術(shù)的無人機穩(wěn)臺模塊化研制。

水質(zhì)富營養(yǎng)化成分光譜特性數(shù)學(xué)模型構(gòu)建——開展針對不同水質(zhì)樣本的氮磷鉀、葉綠素a等成分光譜響應(yīng)特性研究，通過研究水質(zhì)特征光譜與富營養(yǎng)化成分含量的相關(guān)性，分析水質(zhì)理化性質(zhì)，構(gòu)建水質(zhì)富營養(yǎng)化成分評價函數(shù)，并建立基于高光譜技術(shù)的水質(zhì)診斷預(yù)測模型。

水質(zhì)富營養(yǎng)化成分快速定量分析算法開發(fā)——通過探究不同光譜預(yù)處理方法對基于水質(zhì)富營養(yǎng)化成分高光譜數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)模型預(yù)測性能的影響，分別構(gòu)建基于全譜、特征波段的校正模型，建立基于高光譜技術(shù)的水質(zhì)富營養(yǎng)化成分定量反演算法。

 

項目預(yù)計達成目標(biāo)

通過解決水質(zhì)富營養(yǎng)化成分光譜特性數(shù)學(xué)模型構(gòu)建、水質(zhì)富營養(yǎng)化成分快速定量分析算法開發(fā)、一體化無人機載平臺水質(zhì)富營養(yǎng)化成分光譜檢測儀器研制以及無人機載平臺多維減振裝置研發(fā)等關(guān)鍵技術(shù)問題，實現(xiàn)無人機載遙感數(shù)字化高光譜水質(zhì)檢測技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用示范，解決現(xiàn)有水質(zhì)理化性質(zhì)檢測方法難以對水質(zhì)富營養(yǎng)化成分進行原位、實時在線、大面積檢測以及航天遙感光譜檢測技術(shù)存在空間分辨率低、易受環(huán)境因素影響等問題。

通過以水生態(tài)環(huán)境檢測領(lǐng)域需求為導(dǎo)向，以“時、空、光、譜”技術(shù)為基礎(chǔ)，開展產(chǎn)品級開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化，形成以高光譜水生態(tài)檢測裝備為核心，輻射帶動光電裝備產(chǎn)業(yè)新局面。實現(xiàn)對我市湖泊、河流、近海海域等處水質(zhì)富營養(yǎng)化成分的有效檢測，促使我市在水環(huán)境治理、水生態(tài)完善等方面做出合理規(guī)劃。

 

水質(zhì)監(jiān)測系列產(chǎn)品

 

全光譜水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)

全光譜水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)包含光譜儀、光譜水質(zhì)數(shù)據(jù)處理終端、算法模型及管控平臺；光譜儀采用100%國產(chǎn)化高信噪比、高分辨率，適應(yīng)各種條件下使用的雙光路紫外-可見全光譜采集探頭；對水體污染物200nm-800nm的吸收響應(yīng)波段，并結(jié)合紫外探測器的量子效率有針對性的搭建高信噪比、高分辨率的雙光路光譜采集系統(tǒng)。此外本產(chǎn)品還可根據(jù)需求集成水質(zhì)五參數(shù)（溫度、PH、溶解氧、電導(dǎo)率、濁度），同時，為了滿足各類污水環(huán)境下連續(xù)工作需求，整合高分子涂層材料、電控自動刷頭等多種抗污手段，提高了探頭場景適應(yīng)性。

 

水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)（機柜）

監(jiān)測參數(shù)：CODcr、氨氮、總磷、總氮、總有機碳等監(jiān)測因子；

適用場景：適用于水源地監(jiān)測、環(huán)保監(jiān)測站，市政水處理過程，循環(huán)冷卻水、工業(yè)水源循環(huán)利用、工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖等領(lǐng)域。

 

水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)（標(biāo)準站）

監(jiān)測參數(shù)：可監(jiān)測水質(zhì)常規(guī)參數(shù)、COD、BOD、總磷、總氮、氨氮、重金屬等幾十種指標(biāo)；

測量方式：采用標(biāo)準監(jiān)測方法，測量精準，可靠性高，壽命長；

適用場景：用于岸邊站、標(biāo)準站、微型水站等。

 

水質(zhì)多參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)（探頭）

多參數(shù)探頭：PH、UVCOD、溶氧、電導(dǎo)率、濁度、水中油等；

測量方式：不需要試劑，投入式監(jiān)測，無二次污染，即插即用，連接控制器，也可用于浮標(biāo)站；

功能特點：安裝方便，響應(yīng)時間＜30S，防水防腐蝕探頭；

適用場景：地表水、污染源、污水處理廠等。