数智践初心，河清伴远航——地球科学与空间信息工程学院“星瞰先锋，碧水守护”科技服务团暑期纪实

图/吴宏伟 文/潘正杰 张琪萱 来源：地球科学与空间信息工程学院

近日，我校地球科学与空间信息工程学院“星瞰先锋，碧水守护”研究生科技服务团前往湘潭市雨湖区先锋街道开展暑期社会实践活动，将实验室里的专业方法应用于现实场景中，以“天—空—地”协同调查回应基层水环境治理需求。

▲科技服务团在先锋街道桐梓村党群服务中心合影

星图先行：从广域发现到精准布点

服务团通过实地调研发现，先锋街道辖区内存在多处坑塘、灌渠等小微水体，点位分布零散，仅靠人工巡查，很难做到全面覆盖，也难以保证巡查的频次。如何先从较大范围内发现线索，再把有限的现场力量投向重点区域，成为团队首要攻克任务。

出发前，团队成员依托我校“一站三中心”科研平台与相关遥感数据，预先完成了对目标区域水域分布、岸线形态、水色差异及周边地表覆盖的初步判读，并在此基础上规划了踏勘路线与核查点位。团队始终秉持求真务实的科研宗旨：影像捕捉到的异常特征仅为调查线索，不能直接将异常值等同于污染结论，只有与现场记录、实验检测相互印证，遥感信息才能真正转化为可靠的治理依据。

天空协同：织密多尺度水环境监测网

针对小微水体面积小、遮挡多、内部差异难以从普通卫星影像中清晰呈现的问题，团队使用无人机搭载可见光—近红外高光谱传感器开展精细航摄，将亚米级空间信息与连续窄波段光谱相结合，使坑塘的空间形态、水色变化和典型光谱特征能够被同步记录，为后续识别富营养化、悬浮物异常和漂浮物覆盖等状态提供坚实的数据基础。

▲ 无人机高光谱影像记录先锋街道典型坑塘

团队成员面向尺度更大的湘江干流，选取了少云Sentinel-2多光谱影像，对约28公里湘江湘潭段进行水体提取、波段处理和空间匹配，重点分析叶绿素a、总悬浮物和浊度等水质参数的空间变化。至此，“小而精”的无人机高光谱监测与“广而连续”的卫星遥感形成互补，共同构成由街道坑塘延伸至湘江河段的双尺度观测网络。

▲ Sentinel-2影像覆盖湘江湘潭段及周边水域

俯身岸线：让遥感像元接受地面检验

遥感能够回答“哪里值得关注”，却不能替代地面调查回答“现场究竟怎样”。团队深入建新村、桐梓村、先锋村等区域，对水体颜色、漂浮物、岸线环境、周边人类活动等逐项观察并留存照片、坐标和文字记录；在具备条件的点位，按照现场操作要求采集水样，同步测定水温、pH、溶解氧、电导率、透明度等指标。

本次调查覆盖12个重点坑塘和8个湘江河段点位，共采集20组水样。同时，团队在湘江岸带及典型坑塘周边布设11个土壤采样点，通过对不同距离梯度的表层土样调查，补充分析了水体、岸带与地表径流之间可能存在的关联。每一只样品瓶、每一张标签、每一组坐标，都把遥感影像上的“像元”对应到真实可追溯的现场。

▲ 团队成员在重点水域采集并分装表层水样

▲ 团队成员开展沿岸表层土壤样品采集

数据作答：在交叉验证中形成科学判断

对遥感影像、现场实地调查结束后，团队在实验室中对遥感影像、现场指标和水土样品检测结果进行综合分析。针对坑塘污染类型，成员们构建了光谱—空间联合特征的3D卷积神经网络，并以支持向量机、随机森林等方法开展对比验证，模型总体分类精度达到92.7%；针对湘江段水质参数反演，团队采用融合注意力机制的一维卷积神经网络，现场点位验证结果的决定系数R²均在0.78以上。

综合遥感分类、实地踏勘与实验检测结果，在12个重点坑塘中，识别出5个富营养化型、3个漂浮物覆盖型和1个黑臭型坑塘。调查显示，氨氮、总磷及有机污染物是部分小微水体需要重点关注的指标，沿岸带部分土壤点位也有必要持续跟踪。针对现场发现的水色较浑、泡沫聚集、岸边杂物堆积等现象，团队不直接得出结论，而是将其作为后续检测、复核与溯源的重要线索。

▲ 团队记录重点水域岸线状况，为后续检测与复核留存现场依据

成果落地：把科研链条接入基层治理

经过持续调查与分析，团队初步形成“卫星广域筛查—无人机精细识别—现场采样核实—实验检测验证—成果反馈应用”的闭环工作链，并完成水环境监测分析、沿岸带土壤监测、水污染风险分布说明及生态环境保护优化建议等系列成果，为日常巡查、重点区域复核和后续问题研判提供参考。

围绕调查中发现的重点问题，团队从小微水体分类治理、护潭河及支渠沿线排口排查、雨季面源污染控制、常态化多频次监测和公众参与等方面提出建议。这些成果不只停留在论文和数据表格，还力求成为基层工作人员看得懂、查得到、可复核的调查底图和工作线索，让高校科研资源真正嵌入地方治理场景。

从“仰望星空”到“俯身碧水”，此次暑期科技服务，我校青年学子用脚步丈量水岸、用数据守护碧水，让专业所学在服务生态文明建设的实践中落地生根。未来，我校地空学院研究生将持续发挥地学、测绘遥感与空间信息学科优势，以严谨务实的青年行动，为守护一方碧水贡献更多湖科大智慧。

（一审：余光辉；二审：秦红斌；三审：邹平辉）