基于多源数据的水生植物遥感智能化监测研究与应用

2022.06.07

以水葫芦为代表的入侵种水生植物经常会引起航道堵塞、水质污染、破坏水体生态平衡等问题，对入侵地的社会、经济和景观均造成了较大破坏和严重影响。上海市每年综合管控和处理费用过亿元，耗费巨大的人力物力。
为能够在初期就有效地监测控制，节约水生植物治理成本，实验室结合高频次卫星影像数据与定点监控设备，构建了空天地一体化的水生植物监测机制。
首先，定期获取重点流域高分辨率、高频次的卫星影像，用于水生植物的宏观监测。结合植被指数、叠加分析等算法，可自动获取水生植物的分布情况（如下图所示）。

其次，融合多光谱技术、激光扫描技术、无线网络传输技术和云服务器数据处理等技术，完成了全天候多光谱激光智能监测设备的改造，用于重点区域的全天时全天候监测（如下左图）。设备利用搭载的多种传感器，同时获取重点区域的激光点云、多光谱影像和视频数据，利用水体与植被的反射强度差异，反射率差异以及深度学习算法，自动发现水生植物，并对完成面积测算和预警分析。（如下右图）。

2021年，实验室为上海市市容环境卫生水上管理处提供了6次卫星影像数据服务和监测报告；完成了10处重点区定点监测设备的安装，实现了对布控区域的大面积、长时间、不间断的全天候自动化监测；完成了水生植物精细化工作平台的搭建，各项数据与分析结果均已完成接入，为水生植物防治工作提供高效的技术支持。