經過天津智易時代科技發(fā)展有限公司的主導申報，并攜手中國科學院長春光學精密機械與物理研究所的共同努力，“機載遙感數字化高光譜水質檢測技術開發(fā)”項目于2023年成功立項，并與天津市科技局簽訂合同，為項目的后續(xù)實施提供了堅實的保障。
項目主要研究內容
一體化無人機載平臺水質富營養(yǎng)化成分光譜檢測儀器研制——針對水質診斷預測模型，分解無人機載平臺水質富營養(yǎng)化成分光譜檢測儀器各模塊技術指標，實現一體化設計，完成無人機載平臺水質富營養(yǎng)化成分光譜檢測儀器研制。
無人機載平臺多維減振裝置研發(fā)——針對無人機載平臺實際操作環(huán)境，確定減振穩(wěn)臺技術方案，建立穩(wěn)臺力學性能模型，采用有限元分析方法對核心結構進行仿真分析，結合穩(wěn)臺減震特性實現擺掃誤差在線校正及高精度控制，完成基于高光譜技術的無人機穩(wěn)臺模塊化研制。
水質富營養(yǎng)化成分光譜特性數學模型構建——開展針對不同水質樣本的氮磷鉀、葉綠素a等成分光譜響應特性研究，通過研究水質特征光譜與富營養(yǎng)化成分含量的相關性，分析水質理化性質，構建水質富營養(yǎng)化成分評價函數，并建立基于高光譜技術的水質診斷預測模型。
水質富營養(yǎng)化成分快速定量分析算法開發(fā)——通過探究不同光譜預處理方法對基于水質富營養(yǎng)化成分高光譜數據的數學模型預測性能的影響，分別構建基于全譜、特征波段的校正模型，建立基于高光譜技術的水質富營養(yǎng)化成分定量反演算法。
項目預計達成目標
通過解決水質富營養(yǎng)化成分光譜特性數學模型構建、水質富營養(yǎng)化成分快速定量分析算法開發(fā)、一體化無人機載平臺水質富營養(yǎng)化成分光譜檢測儀器研制以及無人機載平臺多維減振裝置研發(fā)等關鍵技術問題，實現無人機載遙感數字化高光譜水質檢測技術開發(fā)與應用示范，解決現有水質理化性質檢測方法難以對水質富營養(yǎng)化成分進行原位、實時在線、大面積檢測以及航天遙感光譜檢測技術存在空間分辨率低、易受環(huán)境因素影響等問題。
通過以水生態(tài)環(huán)境檢測領域需求為導向，以“時、空、光、譜”技術為基礎，開展產品級開發(fā)與產業(yè)化，形成以高光譜水生態(tài)檢測裝備為核心，輻射帶動光電裝備產業(yè)新局面。實現對我市湖泊、河流、近海海域等處水質富營養(yǎng)化成分的有效檢測，促使我市在水環(huán)境治理、水生態(tài)完善等方面做出合理規(guī)劃。
水質監(jiān)測系列產品
全光譜水質在線監(jiān)測系統(tǒng)
全光譜水質在線監(jiān)測系統(tǒng)包含光譜儀、光譜水質數據處理終端、算法模型及管控平臺；光譜儀采用100%國產化高信噪比、高分辨率，適應各種條件下使用的雙光路紫外-可見全光譜采集探頭；對水體污染物200nm-800nm的吸收響應波段，并結合紫外探測器的量子效率有針對性的搭建高信噪比、高分辨率的雙光路光譜采集系統(tǒng)。此外本產品還可根據需求集成水質五參數(溫度、PH、溶解氧、電導率、濁度)，同時，為了滿足各類污水環(huán)境下連續(xù)工作需求，整合高分子涂層材料、電控自動刷頭等多種抗污手段，提高了探頭場景適應性。
水質在線監(jiān)測系統(tǒng)(機柜)
監(jiān)測參數：CODcr、氨氮、總磷、總氮、總有機碳等監(jiān)測因子；
適用場景：適用于水源地監(jiān)測、環(huán)保監(jiān)測站，市政水處理過程，循環(huán)冷卻水、工業(yè)水源循環(huán)利用、工廠化水產養(yǎng)殖等領域。
水質在線監(jiān)測系統(tǒng)(標準站)
監(jiān)測參數：可監(jiān)測水質常規(guī)參數、COD、BOD、總磷、總氮、氨氮、重金屬等幾十種指標；
測量方式：采用標準監(jiān)測方法，測量精準，可靠性高，壽命長；
適用場景：用于岸邊站、標準站、微型水站等。
水質多參數監(jiān)測系統(tǒng)(探頭)
多參數探頭：PH、UVCOD、溶氧、電導率、濁度、水中油等；
測量方式：不需要試劑，投入式監(jiān)測，無二次污染，即插即用，連接控制器，也可用于浮標站；
功能特點：安裝方便，響應時間<30S，防水防腐蝕探頭；
適用場景：地表水、污染源、污水處理廠等。
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