冯艳红，张文婷，周银辉，周 铸

（1.江苏省水文水资源勘测局南京分局，江苏南京 210000；2.南水北调东线江苏水源有限责任公司宿迁分公司，江苏宿迁 223800；3.江苏省水利工程科技咨询股份有限公司，江苏南京 210000）

0 引言

改革开放至今，已经走过了四十多个春秋，我们国家的发展可以用“日新月异”和“突飞猛进”形容，尤其是在新形势的大背景之下，越来越多的行业获得了长足的发展，但是与之而来的环境污染问题、水资源污染问题，也成为了新时期水安全保障所面临的要点问题之一，如果再应用传统、粗放的水环境管理方法，必然无法与新时代下水环境治理和保护的需求相符合、相一致，水环境精细化的管理已经成为了水环境管理过程当中的发展趋势与主要的方法。通过对于水质评价内容进行认真的分析与研究，发现其在水环境管理过程当中扮演着重要角色和占据关键的位置，通过汇集到的数据进行水质的科学评价，可以对于水质的具体情况进行全面的了解与掌握，还可以有效地预测出水质变化的方向与趋势，之后科学、合理的对于水资源进行分配与运用。基于此，本文下面主要对于水环境保护当中基于多源光谱的水质自动监测方法进行进一步的分析和研究。

1 实施水质动态评价的支撑条件与不足之处分析

1.1 支撑的主要条件

首先，国家与相关部门为了加大水量水质监督检测的力度，出台了《关于实行最严格水资源管理制度的意见》，将其作为了水资源管理制度的保障方法与策略。近几年来，无论是水利部门、还是生态环境管理部门等，都对于水资源、水环境、生态监督体系建设过程当中的相关问题进行了细致的分析和研究，在提升监督检测覆盖的范围、程度等方面付出了巨大的努力，并进行了深入的探索。伴随着时间的不断推移，监测站网也不断的在健全与完善当中，许多的监测方法与技术也应用而生，汇集到了许多多尺度、多类型的水环境监测数据，为了与我们国家所提出的国家大数据战略当中的内容相符合、相一致，在2016年，原环境保护部门也发布了《生态环境大数据建设总体方案》，其中明确的强调：要将大数据的作用和力量全部的发挥出来，促进环境治理体系和治理能力向着现代化的方向所发展和前进，真正的实现对于生态环境的治理和对于生态环境监督的精细化管理。

其次，水质监测技术的发展情况。通过对于水质监测进行细致的分析和研究，发现其是水质评价的前提。传统的水质监测方法就是由专业的工作人员来到野外之后，进行水样的选择，再将水要拿到专业实验室当中对于水质进行科学的化验，虽然说这种方法能够准确的分析结果，但是需要的时间非常的长，而且须要投入的成本也很高，还有最重要的一点，就是经常会受到气候、水文等因素的影响与限制，无法进行长时间和大氛围的跟踪监测。时代在不断的发展，科学技术也从未停止过革新的脚步，在新时代的大背景之下，各种类型的水质监测新技术应运而生，并获得了更好的发展，例如：自动在线监测，其就是将传感器和自动化分析仪器完美的融合在了一起，以二者共同的力量，再配合控制芯片、网络通信等软件，真正的实现了对于水样的汇集、分析、处理以及存储，并且整个过程都是以自动式的方式进行。虽然说自动在线监测汇集到的信息非常及时，而且还有预警的功能，但是专业的仪器设备维护的成本非常的高，而且仪器非常容易出现数据异常等问题。遥感监测主要是运用了水体污染物在特定的范围之内对于光吸收和反射的特点的差异，再通过遥感影像光谱特征识别污染物的主要种类、实际的范围等的一种技术，通过对于遥感监测方法进行细致的分析和研究，发现其效率非常的高、覆盖的范围也很大，还有着成本低等优势与特点，但是适应能力学非常的低。

1.2 不足的地方

首先，信息孤岛问题非常的显著。水环境监测工作主要是按照了某一特定需求来进行和展开的，并没有将已经获得的数据应用在其他的工作当中，这样的情况造成了关系非常紧密的数据之间缺乏了良好的沟通与交流，无法通过数据的融合与挖掘来找到更有价值的信息，也无法为水环境的管理提供多方面的数据支持与帮助。

其次，数据共享无法畅通。水环境数据在水利、环保、住建等部门都可以存在，但是因为各个部门之间存在着壁垒，所以在数据共享方面还有很大的困难，再加上部门之间的不同数据量、数据格式也会有很大的差异，因为缺乏统一的数据标准，所以造成数据共享渠道还不是很畅通。

最后，数据融合不充分。运用不同的监测方法与手段，所汇集到的数据自然会有很大的不同与差异，项目分析的方法以后有很大的不同，如果将其强行的融合在一起，自然遇到极大的困难。通过对于多源数据融合进行细致的分析，发现其中有很多都是数据的叠加和总结，具体的融合非常的少，并未将多源数据之间的优势与特点全部的发挥出来。

2 多元数据融合技术在水质监测评价当中的实际应用

2.1 地面数据的融合

通过对于地面数据融合进行细致的分析和研究，发现其主要是对于同一间的对象、同一水质项目、不同地面传感器的数据进行融合，之后获得水质项目最为准确的数值；或者是对同一间的对象、不同水质项目数据进行融合，获得水质状况的评价最终结果。

2.2 地空数据的融合

通过应用遥感技术，不会再受到地面条件的任何影响与束缚，还可以以最快的速度对于大范围地区进行有效的观测，汇集信息的速度极快，而且时间非常的短，并且以动态的方式获取了地面上的所有信息，但是将其与地面接收数据的准确度进行相比较，技术还是会偏差一点，通过将遥感数据与地面监测信息完美的融合在一起，运用多源数据的特点，对于数据时空分辨率进行有效的补偿，之后对于数据是否具有合理性进行准确的判断与分析。

遥感水质参数反演方法就是通过了建立水体反射光谱特征与水质参数的统计关系，反演而真正的得到了水质的参数，应用最普遍的经验分析方法和半经验记忆方法，在实质上就是一种地面-接数据融合的检测方法。近几年来，遥感技术凭借着自身强大的优势与特点，被广泛地加入到了水环境保护状态监测过程当中去，并慢慢地扩大着范围，以水色指数为代表的基于水体光学参量的遥感反演技术，完全突破了传统水质参数反演模型当中受到空间影响和束缚的缺点，对于此区域甚至是全球范围内进行长时间、尺度水质反演，并且反演说法在不断的革新与优化当中，让遥感技术在水质动态评价当中有着更好的应用前景。

2.3 多源遥感数据的融合

时代在不断的发展，科学技术也从未停止过革新的脚步，现阶段卫星遥感技术和成像光谱仪技术呈现出了快速的发展态势，遥感水质监测已经从传统的简单定性分析，慢慢的向着定量反演分析的方向所发展和前进，遥感数据无论是时空的分辨率、还是精准度都在提高当中。卫星的不同、使用的年限也有着很大的差异；空分辨率的不同，呈现出来的监测效果也会有很大的差异，从单一的遥感图像当中，是很难将具有完整性的图像信息获取出来的，遥感数据融合技术运用的则是高级影像处理专业技术，将多源海量数据集成的问题妥善的解决。

3 建议

首先，促进水环境多源监测业务体系快速的建设完成。据了解，现阶段我们国家的水质监测主要是将人工监测作为了重点与要点，将自动检测作为了辅助，遥感监测在业务层面上应用的非常的少，但是伴随着自动监测、遥感监测技术不断的革新与优化，新的监测方法与技术极有可能会成为水环境监测当中最有力的支持与帮助手段，所以为了促进新型的检测技术快速的应用，要建立出天-空-地一体化的立体监测平台，运用建设平台的作用和力量，展开多元协同、优势互补的动态监督与监测。

其次，制定出完善的数据共享交换方法。需要在不同的层面上建立数据共享方法与保障体系，形成数据处理技术标准，并加大水环境数据库建设的力度，为后期的预测预警、应急决策等各方面内容提供强有力的数据支持与参考。

最后，加大对于水质动态评价方法研究的力度。多源数据融合无论是其方法还是思路，在有效的提升水质评价质量等方面有着至关重要的作用和意义，还能够更全面的对于水质的情况进行分析。不同来源的数据，极有可能存在着很多的问题与矛盾，具有传统特点的水质评价方法还具有一定的约束性，所以要制定出水质动态评价指标体系。