陈华杰;尹文杰;刘帅;张浩彬;李文君;王雪蕾

生态环境部卫星环境应用中心

数字河道模型;河流流量;总氮污染通量;天空地一体化

为研究基于天空地一体化的长时序、低成本、高精度的流域尺度面源污染通量估算方法，本研究选取蓟运河防潮闸国控断面为实验断面，综合卫星遥感、无人机航测和无人船（搭载ADCP设备）等多种监测手段实现非接触式断面总氮污染通量估算。具体研究内容包括基于2022年哨兵2号卫星L2A产品数据，利用归一化水体指数（NDWI）及大津法（OTSU）算法提取河流水面宽度信息；基于经典曼宁公式，融合断面数字河道模型、河宽提取结果计算该断面2022年月尺度流量结果；最后结合断面水质自动监测数据估算断面总氮污染通量。结果表明：基于哨兵2号卫星影像提取河宽数据存在1～2个像元误差，与同期高分系列卫星影像提取结果最大误差为-13.5 m，最小误差-5.52 m。该断面2022年月尺度河流流量及总氮污染通量与统计方法计算结果变化趋势基本一致。基于天空地一体化断面污染通量综合监测技术具有较高的精度，可以作为地面传统监测的有效补充，在降低成本的基础上有效支撑断面污染通量大范围精准估算。