嚴(yán)小堅(jiān) 張敏 嚴(yán)小兵 王羿 鄭嘉豪

摘要：為實(shí)現(xiàn)土壤重金屬污染范圍的宴時(shí)準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)，研究針對(duì)范圍監(jiān)測(cè)結(jié)果與實(shí)際面積不一致的問題，采用無(wú)人機(jī)熱紅外攝影技術(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)土壤重金屬污染范圍監(jiān)測(cè)方法。利用無(wú)人機(jī)熱紅外攝影技術(shù)生成土壤區(qū)域圖像，通過輻射校正、幾何校正等步驟實(shí)現(xiàn)初始土壤區(qū)域圖像的預(yù)處理。從溫度、光譜、紋理等方面提取區(qū)域圖像特征采用特征匹配的方式確定土壤重金屬污染區(qū)域，通過污染區(qū)域面積的幾何計(jì)算與動(dòng)態(tài)更新，實(shí)現(xiàn)土壤重金屬污染范圍的監(jiān)測(cè)。結(jié)果表明，該方法的監(jiān)測(cè)結(jié)果與實(shí)際面積基本一致，最高誤差僅為0.2 km2，驗(yàn)證了該方法的有效性。

關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī)攝影；熱紅外攝影；土壤污染；重金屬污染；污染范圍監(jiān)測(cè)

中圖分類號(hào)：X833 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

前言

在當(dāng)今工業(yè)化和城市化進(jìn)程中，“人－資源－環(huán)境”矛盾日益凸顯，土壤污染也變得日益嚴(yán)峻。如土壤中含有太多有害物質(zhì)，超出土壤自身的凈化能力，會(huì)導(dǎo)致土壤組成、食品安全以及土地的可持續(xù)利用等帶來巨大的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。在土壤中，重金屬是最重要污染物，主要包括汞、鎘、鉛、銅、鉻、砷、鎳、鐵、錳和鋅等。由于這些重金屬無(wú)法被土壤微生物降解，并轉(zhuǎn)化成具有更高毒性的甲基化合物，有些甚至經(jīng)過食物鏈，對(duì)人體健康造成嚴(yán)重危害。

從現(xiàn)階段的發(fā)展情況來看，發(fā)展較為成熟的監(jiān)測(cè)方法主要應(yīng)用了決策單元－多點(diǎn)增量采樣法、MCR模型以及微生物庫(kù)侖量抑制率理論，然而現(xiàn)有的污染范圍監(jiān)測(cè)方法存在監(jiān)測(cè)不準(zhǔn)確的問題，為此引入無(wú)人機(jī)熱紅外攝影技術(shù)。