sentinel卫星_水体污染监测 | 大地量子用卫星遥感数据为滇池“画像”

在人们生存和社会发展的过程中，水的重要性不言而喻，然而中国的水资源现状却不容乐观。一方面中国干旱缺水现象十分严重，据中国水利部早前的统计显示，有400多座城市存在缺水问题；另一方面则是水污染问题严重，在46个重点城市中，45.6%水质较差，海河、辽河、淮河、黄河、松花江、长江和珠江七大江河水系都存在不同程度的污染。

我国水体污染问题严峻，及时监测治理为有效解决手段

当污染物进入水体后，经过物理、化学与生物因素的作用，能发挥自净作用，有效降低污染物的浓度直到其恢复到受污染前的状态。但是当水中污染物超过自净所能承受的范畴时，就会造成水体污染。其中，人类生产活动所产生的污染物质是造成水体污染的主要原因，如工业、农业、生活等废水及垃圾的大量排放。

水污染对人类的生存活动会造成不小的威胁，有数据表明，各类疾病有80%是由于饮用被污染的水而得以传播；另外，这也在一定程度上限制了社会经济的可持续发展。与国际上相比，我国的污水处理率较低，这大大加剧了水体污染问题的严峻性。因此，尽早监测与治理才是提高污水处理率，保护水体环境的有效手段。

滇池富营养化，卫星遥感支撑防治

距离十一还有不到一个月的时间，每年的这个时候都会有大量的游客选择前往云南。滇池是云南省最大的淡水湖，也是中国第六大淡水湖，因为有着秀丽的风光，滇池被列为中国国家级旅游度假区。然而随着生活、工业、农业污水的不断排入，自1988年以后滇池水质逐渐恶化，富营养化显著，自此成为我国污染最严重的湖泊之一。

富营养化为滇池带来了大量的蓝藻水华，曾一度占滇池水面的40%。最初有关部门对于蓝藻的监测仅停留在水面监测，在时效性及监测范围上都存在一定的局限性。自2008年起，相关部门启动滇池蓝藻水华和富营养化的卫星遥感动态监测。

蓝藻含有叶绿素a ，而叶绿素浓度与近红外反射存在密切关系。当蓝藻水华稀薄时，近红外波段进入水体后的反射率较低，随着蓝藻覆盖面积的增加，近红外波段的反射率也会随之提升。因此可以通过对多种多光谱卫星影像进行分析，对不同时期滇池的富营养化进行动态跟踪和预警，有效提升对滇池蓝藻水华的监测和防治效率。

（大地量子：滇池水质研究分析图）

大地量子通过对多种多光谱卫星（Sentinel-2A，Sentinel-2B及Landsat5， Landsat7，Landsat8）影像进行分析，得到了2019年8月15日云南省滇池的水质监测结果。上图分别呈现了滇池的叶绿素浓度和悬浮物浓度。根据colorbar所标注的颜色，从左至右依次表示监测物浓度的增加。我们可以看出，在滇池的东北角和西南角区域，叶绿素浓度较高，存在富营养化问题。

卫星遥感能大范围、周期性地对水体进行监控及预测

卫星遥感技术是目前我国对水体环境进行监测的主要工具之一，依托水中物质对不同波段光波的反射特性，就能判断水质发生变化的位置、区域及程度。

（大地量子：遥感卫星技术流程）

随着卫星传感器空间分辨率的提升，测算精度也得到提升。卫星遥感具备的大范围、周期性等特点以及积累的长时间序列数据，对于我们了解、掌握和管理流域水环境发挥着不可替代的作用。主要有3 个方面:1. 监测现状，掌握现有情况；2. 追溯过去，揭示长时间变化规律；3. 预测未来，结合动力模型，通过设置不同情境，模拟未来水环境演变。

大地量子整合丰富的卫星资源，对河流、湖泊、海洋等水体的富营养化、黑臭化等污染进行大面积监测，同时对非法排污进行精准识别，帮助有关部门开展环保执法及污染治理工作。为环境保护贡献数据的力量，是大地量子一直以来关注的问题

参考资料：【论文 | 流域水环境遥感研究进展与思考-段洪涛等】