案例展示丨谱视界“空地”一体化渔场尾水排放管理和污染监测排查系统,构建立体化智能渔业监测网络!
“空地”一体化
渔场尾水排放管理和污染监测排查
无锡谱视界科技有限公司
光谱遥感水质监测技术具有高动态、低成本和宏观性等显著特点,为河流、湖泊、海洋、养殖场等水体的监测和研究开辟了新的途径。
智能化的渔业养殖监测方法使渔业养殖监测的效率和准确性得到了极大提升,无人机高光谱、陆基水环境遥感等技术被广泛应用于渔业养殖监测中。谱视界“空地”一体化渔场尾水排放管理和污染监测排查系统以整体视角感知渔业养殖监测生态发展态势,实现全方位智能管理。
渔业养殖水质治理现状

渔业养殖水质治理意义:
近年来,池塘养殖已呈现出多样化和集约化的发展趋势,但依旧面临着一些问题,如水质污染、饲料和养殖药品的安全性、养殖效益下降等。因此,科学合理的管理和技术应用仍然是推进池塘养殖可持续发展的关键。
减少水质污染保证水体质量的一步重要工作就是水质监测,常规传统的检测方式,即定期采集水质样本,再送至实验室进行化学检测,这种方式既费时成本又高,中小型养殖户无法承担,且只能反映局部养殖水域的状态,无法满足日益增长的对大面积池塘养殖水域水质的监测要求。
高光谱遥感技术由于其高精度、多波段、信息量大等特点,能够全方位快速、精确地监测养殖水体水质变化情况,在水资源的保护、规划和可持续发展方面发挥了重大作用。

渔业养殖监测技术现状:
渔业养殖的监测是指通过对养殖水域的监测,了解养殖的水质、鱼类状况、疾病情况等信息,从而为渔业养殖的生产管理和科学发展提供依据。随着现代科技的不断发展,渔业养殖监测也越来越智能化、自动化。
传统的渔业养殖监测方法主要是人工监测,该方法需要专业的技术人员进行现场采样,进行水质、水深、鱼类状况等参数的监测。由于人工监测的局限性,监测频率低,覆盖面积小,容易受到人为因素的影响。
智能化渔业养殖监测方法的出现和发展,使得渔业养殖监测的效率和准确性得到了极大提升,其中,无人机高光谱、陆基水环境遥感等技术被广泛应用于渔业养殖监测中。

“空地”一体化渔场尾水排放管理和污染监测排查系统



谱视界积极发挥光谱力量,针对于新时代水生态环境监测领域的全面性、高效率、低成本的要求,以像元级光谱镀膜技术和光谱解析技术两大核心为基础,倾力打造了“空地”一体化渔场尾水排放管理和污染监测排查系统。
该系统结合光谱技术从定性到定量的科学过程,综合利用空基(无人机+机场高光谱影像遥感监测)、地基(实时水面航测)等多类型光谱水质监测设备,并通过智慧监测平台将各类数据整合分析,由面及点,层层靶向,对较大空间范围和较长时间跨度的渔场尾水排放生态进行全天候、多维度智能监测与分析,实现对生态环境管理的科学研判和精准决策。
“空”基巡航
为地面的治理和监管提供靶向指导。使用空基设备(智能小型机载光谱指数分析基站AeroSpot、无人机光谱成像指数分析仪Specvision),对重点区域进行高精度的数据采集,光谱数据进行处理与分析后,得到重点区域的各项指标结果以及疑似排污口地理坐标(支持国内国际主流地理坐标信息系统)。若结合“一水一档”定量模型优化,相关结果精度可进一步提高。
01日常巡检:智能小型机载光谱指数分析基站AeroSpot
无锡谱视界科技有限公司推出的智能小型机载光谱指数分析基站AeroSpot,综合利用无人机与光谱科技,通过无人机机场,轻松实现非现场无人化生态监测,其灵活性、低成本、便于部署等特点,有利于提高管理效率,在渔场水质监测应用中拥有显著优势。
在渔场尾水排放管理和污染监测排查中,AeroSpot可进行日常巡检工作,通过无人化巡检宏观观察每个养殖池的水质参数变化情况,实现每天采集一次或者上下午各采集一次,观察对比分析每个养殖池水质参数的变化情况,为渔场主提供相关工作的决策支撑。

02污染排查:无人机光谱成像指数分析仪Specvision
无锡谱视界科技有限公司推出的面向行业应用的无人机光谱成像指数分析仪Specvision,可以同步获取渔场监测区域的光谱影像和高清影像,边飞边看,实时监测,配合谱视界自研专业光谱图像处理分析软件Photospec Pro进行光谱数据处理与分析,轻松获取重点区域的各项指标结果。
在渔场尾水排放管理和污染监测排查中,Specvision可实现用“一张图”告知渔场主每个养殖池的水质参数分布情况以及是否达到养殖尾水排放标准,对未达到尾水排放标准的养殖池,发送指令让其尾水进入过滤池过滤,待达标后再排放;对于达到尾水排放标准的养殖池,Specvision可以监测其尾水排放到河流/支流后,尾水的扩散方向和稀释情况。

“地”面监查
对于渔场需要重点治理的区域,使用地基设备(全天候光谱水质预警监测仪Specsentry-L)对渔场治理区域采集各时段的水质光谱数据并上传至水环境动态监测云平台进行指标分析,得到各项监测指标的变化趋势规律,从而达到预警功能。若配合“一水一档”定量模型优化,可以有效提升污染预警的及时性以及减少污染预警的误报率。
03实时预警:全天候光谱水质预警监测仪Specsentry
无锡谱视界科技有限公司推出的全天候光谱水质预警监测仪SpecSentry-L,面对出现突发性水污染事件时,能够快速精准地进行污染溯源,有效防止污染事件恶化,从而实现水体水质全方位监测预警与治理。
在渔场尾水排放管理和污染监测排查中,对于未达到排放标准的鱼池,其尾水需要经过过滤池,达标后才能进行排放,Specsentry可负责在线监测及实时预警工作,通过采集过滤池的水质光谱数据,对接智慧管理平台进行指标分析,实时监测过滤池的水质是否达到尾水排放标准。

无人机反演效果展示
利用无人机搭载高光谱成像仪获取渔场的高光谱影像数据与水质参数指标分布图,根据软件内置模型对选定参数进行反演,并根据广东省地方标准《DB44/ 2462-2024 水产养殖尾水排放标准》进行水质反演分类。
广东省淡水养殖尾水排放限值

pH值
pH值,即氢离子浓度指数(hydrogen ion concentration),指溶液中氢离子的总数和总物质的量的比,一般称为“pH”或“pH值”。


高锰酸盐指数
高锰酸盐指数(CODMn)指在酸性或碱性介质中,以高锰酸盐为氧化剂,处理水样时所消耗的氧量,以氧的mg/L来表示。 高锰酸盐指数可反映出水体中有机及无机可氧化物质的污染程度。水中高锰酸盐指数浓度增加,说明水中有机物含量增加,提示可能存在更大的微生物危险和化学危险。


总磷
总磷(Total phosphorus,TP),指水样经消解后将各种形态的磷转变成正磷酸盐后测定的结果,以每升水样含磷毫克数计量。水中磷可以以元素磷、正磷酸盐、缩合磷酸盐、焦磷酸盐、偏磷酸盐和有机团结合的磷酸盐等形式存在。其主要来源为生活污水、化肥、有机磷农药及近代洗涤剂所用的磷酸盐增洁剂等。水体中的磷是藻类生长需要的一种关键元素,过量磷是造成水体污秽异臭,使湖泊发生富营养化和海湾出现赤潮的主要原因。


总氮
总氮(Total Nitrogen,TN),指水中各种形态的氮的总量,包括NO3-、NO2-和NH4+等无机氮和蛋白质、氨基酸和有机胺等有机氮,以每升水含氮毫克数计算。总氮作为是衡量水质的重要指标之一,其测定有助于评价水体被污染和自净状况。地表水中氮、磷物质超标时,微生物大量繁殖,浮游生物生长旺盛,水体出现富营养化状态。


氨氮
氨氮(NH3-N)指水中以游离氨(NH3)和铵离子(NH4+)形式存在的氮。氨氮是水体中的营养素,可导致水富营养化现象产生,是水体中的主要耗氧污染物,对鱼类及某些水生生物有毒害。

悬浮物
悬浮物(suspended solids),简称为SS。指悬浮在水中的固体物质,包括不溶于水中的无机物、有机物及泥砂、黏土、微生物等。水中悬浮物含量是衡量水污染程度的指标之一。悬浮物是造成水浑浊的主要原因,水体中的有机悬浮物沉积后易厌氧发酵,使水质恶化。、、


结论
根据无人机高光谱影像对渔场的水质指标pH、CODMn、总磷、总氮和悬浮物等水质参数的反演结果,结合广东省地方标准《DB44/ 2462-2024 水产养殖尾水排放标准》,得到如下表所示的鱼塘尾水排放各等级的面积占比,从表中可知,该区域的淡水养殖尾水,其水质指标总磷和悬浮物超80%以上达到一级限值,总氮超60%以上达到一级限值,pH和CODMn只有15%左右的水体达到一级限值。
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正常 |
一级 |
二级 |
|
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pH |
86.94% |
13.06% |
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CODMn |
88.91% |
11.06% |
0.03% |
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总磷 |
19.88% |
60.24% |
19.88% |
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总氮 |
33.19% |
23.19% |
43.62% |
|
悬浮物 |
16.26% |
18.72% |
65.02% |
END
以AeroSpot、Specvision和Specsentry-L
组成的谱视界“空地”一体化
渔场尾水排放管理和污染监测排查系统
构成立体化智能监测网络
多尺度、多角度监测渔场尾水水质状况
实现对渔场养殖生态环境的全面精准管理




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