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黑臭水体识别新方法,更客观,更高效!

环保部卫星环境应用中心日前联合江苏省环保厅,在江苏部分城市对河道首次进行了天地“扫描”,改变以往人工判断黑臭河道靠感官评估的手段。南京已将排入计划的黑臭河道明确了经纬度,并纳入了环保部动态数据管理中心。根据卫星“扫描”,此次江苏部分城市还发现了一些“疑似”黑臭河流,通过“比对”得到进一步明确。专家认为,这大大缩短了黑臭河道治理名单确定的时间。

基础知识科普

1、环保部卫星环境应用中心

环保部卫星环境应用中心于20092月经中央编办批准成立,为环境保护部直属事业单位。主要承担卫星遥感技术在环境领域的应用、研究与开发以及卫星环境应用系统的建设、管理等工作。

 

2、卫星遥感影像

遥感,就是从不同的角度、不同的高度探测地面目标的特性,从目标上可以分为陆地资源遥感、海洋遥感和气象遥感。从高度上讲有航空遥感和卫星遥感,航空遥感的高度一般在3000米到5000米之间,卫星遥感的高度一般从500公里到900公里。

环境一号卫星运行轨道

3、拍摄分辨率

不同的卫星所能呈现的分辨率也不同,卫星遥感图像资料的空间分辨率从最初的80m,已提高到优于1m,美国于2014813号发射并成功运行的Worldview3(WV3)卫星提供0.31米全色分辨率\1.24米多光谱分辨率和3.7米红外短波分辨率。每隔1天就可为人类提供反映地表动态变化的详实数据。

WorldView3卫星数据样例

4、黑臭水体识别原理

让“天眼”来考核,数据更真实。

影响黑臭河道的污染物参数有水中悬浮物、藻类、化学物质、溶解性有机物、热释放物、病原体和油类物质等,利用遥感技术进行水环境质量监测的主要机理是被污染水体具有独特的有别于清洁水体的光谱特征,这些光谱特征体现在其对特定波长的光的吸收或反射,而且这些光谱的动态特征能在遥感图像中体现出来:对于清洁水而言,它的反射率相对较低,反映在光谱上则表现出较短的频段,这种频段在遥感影像上的表达就趋于冷色调;相反,污染水的反射率较高,在遥感影像上的表达就趋于暖色调。

应用卫星遥感手段,可以快速监测出黑臭河道污染源的类型、位置分布以及污染的分布范围等。如同网络地图上的“街景图”一样,河道污染物的分布、排口、生活污水管道等都可以被标注出来,而如果靠人工去测,光“摸底”就需要1个月时间。

黄河滨海地区卫星遥感影像

5、环境一号卫星

本次黑臭水体识别采用的卫星是环境一号卫星(全称:环境与灾害监测预报小卫星星座, 代号HJ-1),这是中国第一个专门用于环境与灾害监测预报的小卫星星座,由两颗光学小卫星(HJ-1AHJ-1B)和一颗合成孔径雷达小卫星(HJ-1C)组成,具有中高空间分辨率、高时间分辨率、高光谱分辨率、宽观测带宽性能,能综合运用可见光、红外与微波遥感等观测手段弥补地面监测的不足。

“环境一号”卫星星座走的是距离地表约650公里的太阳同步轨道,以途经南北两极的角度绕地球旋转。专家说,“环境一号”的覆盖周期只有两天,是我国民用卫星里最短的。好比说A星今天上午10点半过境江苏,那么B星下次经过江苏的时间就是后天上午10点半。

环境一号卫星星座构成

据悉,“国考”除了看数据,以及第三方对水体感官评估之外,还可能加入卫星遥感监测的数据,让卫星来评价黑臭河流治理效果。

遥感技术凭借其获取数据范围广、速度快、周期短、受限少、信息量大等特点,在国家中长期科技发展规划中的地位已突显出来。我国“水十条”出台的时候就已表明了卫星参与水环境治理的“态度”,目前环保部卫星环境应用中心申请使用是免费的,并且数据也是公开的,但由于黑臭河道治理难度大,许多城市不愿意请卫星来“看”。但是,根据环保部、住建部两部委近期出台的“水十条”细则,今后卫星参与“国考”将是重要手段。

江苏·南京 黑臭河道治理典范

牛首山河综合治理工程