在纽约的肖托夸湖岸边，一群科学家凝视着天空，他们的目光跟随一架在天空中踱步的无人机。但当他们向上看的时候，他们正在寻找下面的东西。明亮的绿色海水拍打着海滩——有害的藻华(HAB)破坏了湖泊的生态系统。这架两英尺半高的遥控无人机携带了康宁®microHSI™410 SHARK高光谱成像(HSI)传感器，收集有关下面神秘水华的数据。

赤潮是蓝绿藻的集合，它们以多种方式呈现自己。通常，它们在水面上看起来像油漆一样。其他时候，他们是有条纹的人渣。它们的颜色可以变化。到旁观者观察并向纽约报告有害藻华的时候环境保育署，通常已经太晚了。

纽约州立大学弗里多尼亚分校的生物学副教授考特尼·维格达尔-佩里博士说:“有害藻华产生的毒素会导致健康问题，从皮肤刺激到神经系统疾病和消化问题。”“就宠物和牲畜而言，已知它会导致死亡。”

维格达尔-佩里是一名研究赤潮的科学家，他为湖泊管理者提供有关赤潮在该州发生的原因、地点和时间的信息。她说，有害藻华不仅危害公众健康，而且当它们关闭海滩时，也会损害当地的旅游业。而且，随着藻类的腐烂，细菌垄断了湖泊的氧气，导致鱼类死亡。

纽约州认为赤潮是一种“威胁”。2018年，州长安德鲁·科莫(Andrew Cuomo)发起了一项6500万美元的倡议，以对抗藻华。藻华在温暖的温度下茁壮成长，以合成肥料和粪便产生的农业径流中的氮和磷为食。同年，康宁企业承诺投入5万美元，用于开发一项涵盖芬格湖的综合流域计划，该计划位于康宁纽约总部周边地区。

Wigdahl-Perry会见了康宁公司的Patrick Jackson，他是全球能源管理(GEM)的主管，参加了一个由州政府领导的旨在对抗有害藻华的指导委员会。康宁的GEM计划监督其全球用水情况，并实施节约用水、降低成本和改善当地水道的项目。除了芬格湖是康宁的一个招聘项目外，Jackson说HAB项目是公司的责任。

“人们喜欢在芬格湖上娱乐，”杰克逊说。“我们想要纯净的水源，不仅是为了保护健康和环境，也是为了更好地服务康宁业务所在的社区。所以，康宁参与了进来。”

康宁和其他企业也与纽约州立大学的学校合作，与纽约州合作。康宁提供了四个HSI传感器来提供帮助，虽然COVID-19中断了芬格湖上空的航班，但研究工作正在蓬勃发展。

在岸上，科学家们——威格达尔-佩里，合作者宾厄姆顿大学的蒂莫西·德·斯梅特博士，以及他们的本科生研究人员——急切地等待着microHSI™410 SHARK收集的高光谱数据。这种传感器是在新罕布什尔州基恩市制造的，它可以接收物体表面反射的入射光，并将其分成许多光谱带，其中大部分是人眼看不到的。每一种物质——土壤、水、植被、咖啡杯——都有一个独特的光谱特征，这是基于它反射或发射电磁辐射的方式。

无论是手持、无人机还是绕地球飞行，HSI传感器拍摄的照片，在与合适的软件配对后，可以根据材料的光谱特征区分差异。microHSI™410 SHARK不仅结构紧凑、重量轻，而且具有出色的光谱成像性能，可检测环境异常，如管道泄漏。该传感器针对商业遥感市场进行了优化，更具体地说是精准农业，环境地形和植被评估和管理，以及矿产勘探。来自这些传感器的数据也有基础设施和国防用途。

在这种情况下，HSI传感器可以检测到各种生长状态的赤潮，并可以确定它们从哪里开始以及如何移动。

“监测有害藻华的传统方法依赖于有限的采样地点或旁观者报告。我们没有多少次可以使用空间的、系统的方法来了解开花期间发生的事情，”维格达尔-佩里说。“无人机上的高光谱相机使我们能够同时观察湖泊的更多区域，并区分有害藻类和无害藻类。”

科学家们通过HSI传感器收集的信息可以帮助湖泊管理者减轻水华，并在未来预防它们。不同湖泊的处理方法各不相同，但这些信息可以帮助湖泊管理者评估助长水中有害藻华的营养物质。

使用康宁的HSI传感器也为学生提供了分析环境问题的实际经验。威格达尔-佩里说，他们在可以驾驶无人机的日子里总是很“兴奋”。

“看航空图像是非常强大的，”威格达尔-佩里说。“让我们的学生有机会使用现实世界的应用程序，收集数据和分析大型数据集，这对他们走出去做任何事情都是非常有力的准备。”

下次你看到无人机在上空嗡嗡作响时，看看下面是什么。乘坐它的人可能只是在寻找可能改变社区和环境的答案。