科创中国
一种水体CDOM荧光及非荧光物质分布遥感探测方法
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2026-03-25 11:55:42
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：成果发布人| 徐景新 | 2026-03-25 11:55:42
本发明公开了水体CDOM荧光及非荧光物质分布遥感探测方法，在目标流域布设调查点位，利用无人机高光谱探测器探测CDOM和荧光激光雷达探测FDOM；选取部分调查点位实测其CDOM和FDOM浓度；结合高光谱探测器探测的CDOM与实测CDOM浓度，建立CDOM浓度反演模型；通过反演模型结合调查点位高光谱数据，获得所有调查点位CDOM数据；结合LIF技术探测的荧光数据与实测FDOM浓度数据，建立FDOM浓度反演模型；通过反演模型结合调查点位荧光光谱数据，获得所有调查点位FDOM数据；结合CDOM浓度数据和FDOM浓度数据，得到NFDOM浓度；通过对数据进行分析，模拟FDOM和NFDDOM的浓度分布情况。
该探测方法的技术核心在于“光谱特征解耦-多源数据融合-组分分离建模”三层架构。首先基于室内荧光光谱测量与平行因子分析，建立典型水体CDOM荧光组分的特征光谱库；同时通过吸收光谱分解提取非荧光CDOM的吸收特征。利用高光谱遥感数据，采用非负最小二乘或稀疏解混算法，将每个像元的光谱分解为荧光组分、非荧光CDOM及非藻类颗粒物等端元光谱的线性组合。引入机器学习回归方法，将分解得到的端元丰度与现场实测组分浓度建立定量反演模型。方法还集成水体光学分类模块，针对不同类型水体自适应选择最佳端元组合，提升反演普适性。
该方法可广泛应用于河流、湖泊、水库、河口及近海等水体的CDOM组分遥感监测，特别适用于探究水体中CDOM的来源解析（如陆源输入、藻类现场生产、微生物转化）及其与碳循环、重金属迁移的关联研究。随着水环境管理从总量控制向精细化治理转变，对区分不同来源、不同生态效应的CDOM组分监测需求日益迫切。该技术还可拓展至水质预警、生态修复效果评估及流域水环境健康评价等领域，具备广阔的应用前景。
燕山大学源于哈尔滨工业大学，始建于1920年。学校秉承“厚德、博学、求是”的校训，现已发展成为一所以工为主，以重型机械及装备为优势，多学科协调发展的全国重点大学。学校是河北省人民政府、教育部、工业和信息化部、国家国防科技工业局四方共建高校。燕山大学在材料科学与工程、机械工程等学科领域享有盛誉，拥有多个国家级重点实验室和工程技术研究中心。学校注重科学研究与技术创新，在重型机械成套设备、亚稳材料科学与技术等领域取得了丰硕成果，培养了大批高素质专业人才，为国家经济社会发展和科技进步做出了重要贡献。
本成果产生的效益显著。环境效益上，区分荧光与非荧光CDOM为揭示水体有机污染来源与转化机制提供了关键信息，有助于精准制定污染控制与生态修复措施。技术效益上，推动了水色遥感从光学参数反演向功能组分定量跨越，丰富了水体光学与生物地球化学交叉研究的方法体系。经济效益上，为环保、水利及海洋部门提供了高效的大范围CDOM组分监测手段，降低了传统船载采样的时间与人力成本。科研效益上，为全球碳循环研究及河口-近海相互作用提供了新的遥感数据产品。产业层面，增强了我国在水环境遥感监测技术领域的自主创新与国际竞争力。
技术转让，许可，合作所需资金需双方协商，此项技术想尽快落地，希望具备此项技术研发的技术方，能够尽快承接此项目。
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