日前，国家海洋环境监测中心联合大连航天北斗科技有限公司在辽宁省红沿河核电站进行了第一次无人机航空遥感监测核电站的温排水情况试验，这是公开报道的我国首例关于无人机航空遥感监测海水温度的实验。

随着“十三五”的到来，我国核电建设在政策力推下将进入发展高峰，国务院印发的《能源发展战略行动计划》中明确提出到2020年的核电发展目标，发展核电产业已成为国家级战略，根据“十三五”的规划，自2016年开始我国将每年建成6到8座核电站。随着沿海海域核电站数量持续上涨，核电站温排水对周围海域生态环境的影响也愈来愈严重，因此，核电站温排水处理和监管成为沿海核电站建设过程中的一项日益增多和重要的工作。

海洋温排水监测必要性

核电站运行需要大量的冷却水，而大量的含有废热的温排水排入海中，可以造成局部水域水体温度的急剧升高，增加其化学反应速率，降低水中溶解氧含量，改变自然水体的水质同时，温排水还对海洋生物造成影响，改变其生存生长和繁殖习性，甚至造成部分物种的灭亡。通过水温监测可以高效监测电厂周围海域温度以及影响范围，以此审核温排水海域使用范围与申请是否一致，并通过被测水域温度，反向推测核电站冷却系统的运行情况，进而为改进排水方法提供了数据支撑。核电站在运行过程中要保障其温排水引起的海域温升范围以及影响范围在合理的范围内，因此，加强核电站温排水热污染的监管是已然成为国家海洋环境监测中心保障滨海海域环境和生态系统保持正常运行的重要措施。

海洋温排水监测现状

目前，常用的海水温度场测量技术有三种：卫星航天遥感、载人飞机航空遥感、海面实测。国内现阶段的测温技术手段主要是航空遥感结合海面船舶走航实测，配以卫星遥感作为辅助。卫星航天遥感因其自身的特征，时空间分辨率和测温精度都较低，很难做到所获取数据的时相和潮汐状况完全匹配，大面积遥感需要多条带测量，不能达到整个测量范围的同时性；航空遥感监视系统具有速度快、灵活性大、分辨率高的特点，但是成本高、场地限制大，且航空遥感的数据量大，冗余度高；海面实测可以实时获取指定水层温度资料，测温精度高而且布置调整灵活，不足在于投入成本较高、工作量大，难以形成面状测温，后期的维护也有一定难度，且一旦监测设备仪器布设完成就很难再进行调整。

海洋温排水监测新方法

传统的航空测温手段是使用载人飞机，但随着红外设备的小型化，无人机技术的发展和成熟，国家海洋环境监测中心拟使用无人机挂载红外设备开展温排水温度场监测的可行性验证。

从飞行器平台技术本身来讲，无人机和载人飞机并无本质的区别，但无人机在成本控制、操作性、灵活性方面具有天生的优势。无人机挂载红外热成像仪进行大范围海面温度扫描，可以快速获取大范围的的海面温度，一天即可完成多个典型潮态下的数据采集，大大提高了温度采集速度，而且无人机费用低，操作便捷，无须生命支持系统，无需考虑过载、耐久等人为因素，使用场地灵活也不受限制，飞行频次覆盖全年，能够反映不同季节条件下温度场的变化特征。

红外热成像仪是由红外摄像头、红外探测器组件、可见光成像镜头、存储卡、通信模块及软硬件处理系统等组成。红外热成像仪是利用红外探测器和光学成像物镜接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元件上，通过对红外线辐射能量的计算获得红外热像图，这种热像图与物体表面的热分布场相对应，红外热成像仪通过像素点的方式记录其视场范围内的温度数据，同时其内部的数据处理系统将所有像素点的温度数据叠加上无人机的坐标系统，即可实现动态的无人机遥感数据的采集，并为后续的图像整合拼接处理提供定位支撑。

无人机红外遥感技术数据来源主要有无人机载荷以及通过浮标、船只获取的验证数据。浮标系大连航天北斗科技有限公司研制开发，通过在海面布设浮标测得实时、精准、连续的海洋温度，具有在海上进行长期、连续、自动、实时、定点监测，能抵御恶劣天气的影响的特点。浮标监测不仅可以通过大量的实际观测数据验证模型预测的结果，还可与无人机监测、生态研究结果相互印证、补充，进而为温排水管控提供技术支持。将无人机遥感数据进行整合、拼接处理，同时建立红外反演校正算法，可大大提高海水测温的精确度，也可对温排水的影响范围进行监测。

目前，无人机航空遥感监测水温项目已开展部分实验，实验中将多种技术因素进行综合考虑，包括温度校正和反演算法、空气中水汽对温度反演的影响、红外设备的选型、广角镜头畸变的处理、无人机遥感精确定位和几何校正等。实验以核电站环境标准法规为准则，以红外热遥感技术理论为主要技术手段，在收集海洋潮汐、洋流、气象等实测资料的前提下，制定工作计划，进行航空遥感测量，获取典型潮汐条件下核电站排水口重点区域的遥感数据，并以现场同步海面实测结果进行定标验证，分析核电站温排水对海面温度场的影响。基于获取的遥感、实测数据，制作温升线、区图、温升包络区、综合分析图等一系列专题成果图表，与数模、物模成果进行对比分析，形成最终成果报告，为核电安全运行和环境影响评价服务。

该项目研发成功，不仅能够提高对海水温度的监测能力和信息化程度，而且能够形成低成本监管手段，从而对温排水对海洋生态环境的影响进行高效快捷的控制。因此，加快无人机红外遥感技术的研究，对于加强海洋环境的监测有重要的实用意义。后续，国家海洋环境监测中心将委托辽宁省海域和海岛使用动态监视监测中心在辽宁省选择核电站进行进一步的实验验证。

核电站排水口海面温度场无人机红外遥感图