高光譜水質在線監測是一種融合高光譜技術與自動化監測系統的手段，能夠對水體質量參數進行實時、連續且高精度的監測。核心原理在于，水體中的各類物質，像污染物、營養鹽、藻類等，會對特定波長的光產生獨特的吸收或反射規律，也就是“光譜特征”。比如葉綠素a在藍光和紅光波段有強吸收，在近紅外波段有反射峰；懸浮物會增強水體對可見光的散射，且散射強度隨顆粒物大小變化；有色可溶性有機物主要吸收藍光波段的光，吸收強度隨濃度升高而增強。高光譜技術可以檢測從紫外到近紅外甚至短波紅外的數百個連續波段的光譜數據，通過建立光譜特征與水質參數濃度的數學模型，即“反演模型”，就能從光譜數據中計算出目標參數的實時濃度。

實現“在線監測”的系統由幾個部分組成。高光譜傳感器是核心檢測部件，根據監測場景不同，可部署在固定式平臺如岸邊、浮標或水下固定支架上，監測特定點位的長期變化；也可搭載在無人機、監測船等移動平臺上，實現大范圍水域的動態掃描；還能集成到小型設備中，用于小型水體的便攜監測。自動化采樣與預處理模塊也是重要組成，部分系統會配套自動采樣裝置，保證傳感器穩定采集代表性水樣的光譜數據，同時通過去除氣泡、控制光照干擾等預處理，減少環境因素的影響。數據傳輸與處理系統負責將傳感器采集的光譜數據實時傳輸至后端平臺，由算法系統自動完成數據預處理、反演模型計算，并生成水質參數濃度結果。可視化與預警模塊則將處理后的水質數據通過平臺實時展示，當參數濃度超過預設閾值時，自動觸發預警，支持快速響應。

它能實現多參數同步監測，一次光譜采集可同時反演數十種參數，無需為每個參數單獨部署傳感器；具有實時性與連續性，能實現分鐘級甚至秒級數據更新，檢測水質的瞬時變化，而不是傳統方法的“定期采樣-滯后分析”；高精度與抗干擾能力強，高光譜的多波段數據能有效區分不同物質的光譜重疊干擾，監測精度遠高于單波段或少數波段的技術；長期運行成本低，無需頻繁更換化學試劑，部分傳感器可遠程校準，減少現場維護工作量。