中科院团队水环境遥感获突破 助力城市筛查整治黑臭水体

中国科学院空天信息创新研究院(中科院空天院)3月2日发布消息说，该院水环境遥感团队近日已解决水体的定量化处理精度和海量数据批处理效率的科学难题，形成以黑臭水体光谱识别模型和高分批处理技术为核心的业务体系，可为城市筛查、整治黑臭水体工作提供有效科技支撑。

目前，中科院空天院水环境遥感团队成果已在生态环境、水利、自然资源、住房和城乡建设等多个部委开展业务化应用，并被纳入国家监管业务体系。其中，服务生态环境部城市黑臭水体监管工作方面，已应用于全国23个省(直辖市、自治区)的64个地级及以上城市的黑臭水体筛查。

据中科院空天院水环境遥感团队介绍，黑臭水体是水体污染的一种极端现象，也是目前较为突出的环境问题，中国“十四五”水环境治理设定了“基本消除城市黑臭水体”新目标。不过，水体面广、量大，而黑臭水体具有随季节反复的变化特征，传统的筛查和监测方式需要人到达现场，遥感技术则可以大范围、快速定位黑臭水体，节约时间和资源，还可以动态反映变化。因此，遥感技术作为一种大范围的黑臭水体监测手段，相比传统的地面监测手段具有低成本、覆盖广、速度快等优势。

该团队从2003年开始一直致力于水环境遥感研究，拥有独立的水体光学实验室，先后承担多项国家级水环境科研课题，在水环境遥感领域和黑臭水体遥感领域处于国内领先地位。近年来，水环境遥感团队在水体反射率保真的前提下实现批量自动化处理影像，完成黑臭水体筛查、治理过程监督和治理成效评估等全链条的深入研究，并自主研发出城市黑臭水体高分定量遥感专题产品生产系统，极大提高筛查效率。例如，1人使用传统方法筛查完北京建成区约2500平方公里，需要花费1年时间，但使用水环境遥感团队研发系统处理高分二号卫星影像进行筛查，可以节省到只用15天。

水环境遥感如何准确筛查、识别黑臭水体？中科院空天院水环境遥感团队申茜副研究员指出，一般水体和黑臭水体的颜色十分接近，很难用肉眼区分。然而，每种水体都有自己的“光谱指纹”，即反射率特征，遥感影像上之所以可以识别出黑臭水体，就是通过“光谱指纹”的细微差异进行识别。

据了解，2018-2020年，中科院空天院水环境遥感团队配合生态环境部、住房和城乡建设部“城市黑臭水体整治专项行动”和生态环境部土壤生态环境司农村黑臭水体抽查工作，对地方上报名单进行核查。根据2019年收集到的水中氨氮含量、透明度、溶解氧等参数和现场感官判别结果，对该团队提供的黑臭水体遥感筛查结果进行精度判断。结果显示，一共244个点位，识别正确点位192个，识别正确率为79%，表明其提供的黑臭水体遥感筛查结果基本可靠。