《表2 不同监测手段优缺点比较》

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《富营养化湖库天空地一体化监控平台系统设计与实践》


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巢湖、太湖等大型湖泊蓝藻水华卫星遥感现在采用的多是以MODIS传感器为主的约500 m分辨率数据,其优势是Terra和Aqua两颗星配合,可以上午(约11:00)和下午(约13:30)重复观测,且数据免费,容易获取,水华提取和叶绿素a估算等算法较为成熟.缺点主要包括两方面:一方面是空间分辨率较粗,小范围的重点观测区域无法有效监测;另一方面是光学数据的共有缺陷,受云雨天气影响较大,在江淮流域全年有效数据基本不到一半;高分辨率卫星可以实现重点区域观测,但数量有限,在巢湖的实践表明,目前有效数据1周不超过1景.无人机可以部分弥补这个缺陷,通过针对重点区域拍摄,可以快速获取影像,了解水环境情况;也可以在有云情况下补充数据.但无人机同样存在缺陷,主要是拍摄需要人工携带和启动,无法做到类似卫星的自主拍摄,且风雨天气受限较多,多用于人工常规巡测或者应急观测.设置在固定站点的摄像头可以做到白天连续观测,通过结合算法实现自动提取,可以弥补重点位置卫星和无人机观测不足的问题实际上,不管是卫星遥感、无人机还是摄像头,都依赖光学镜头,存在不利天气和水化学指标无法观测的问题(表2).自动浮标有效弥补了这个缺陷,可以监测TN、TP浓度等水化学指标,特别是可以连续观测,不受天气影响,但由于购买和维护成本较高,只在有限点位安装.人工巡测是最为传统的观测方式,更多的是弥补现有观测手段不足的问题.总体来说,卫星遥感、摄像头和浮标等具有自动和连续观测能力的技术,应该是监测水环境灾害突发事件并及时报警的主要观测方式;其中,卫星遥感主要针对全湖或重点区域大面积水华或黑水团,而摄像头主要针对局部区域水华或黑水团,自动监测站则是国控/省控等固定站点的水质指标,三者具有很强的互补性,可以发挥协同作用.而无人机、人工监测更多地用于事件应急观测,补充突发事件发生时某些区域没有影像、水质超标没有数据的缺陷.因此,充分发挥各种手段的优势,弥补相对劣势,在日常监测、异常报警和应急防控3方面做到不同时空尺度的信息融合,有助于更好地满足湖泊水环境监测的需求.