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无人机大气环境监测——无人机在环境治理中的应用发展阶段

2021-11-29 15:42:30

绿水青山就是金山银山。随着国家、社会对生态环境质量要求的提高,各地相关部门纷纷将生态环境保护纳入全局部署,不断引入先进智能设备和科学技术,推动环境治理手段的升级。

无人机大气环境监测作为先进智能装备,具有速度快、机动灵活、不受地理环境限制等优势,能够很大提高巡查效率,采集环境污染治理相关数据,近年来被广泛应用到环保治理领域中;尤其是伴随着5G通信、人工智能、集成芯片、电池等技术的不断革新,更加加深了无人机在环保治理中的应用深度。

纵观无人机在环保治理中的应用发展,主要分为以下几个阶段:

1基于无人机基础性能的简单作业

无人机刚应用到环保治理中时,通常只是做简单的巡查取证任务。以大气污染源巡查为例,无人机搭载可见光设备,可在指定区域上空进行大面积快速巡查,迅速发现并定位污染源,随后抵近源点侦察,对污染源进行取证,并将证据信息发送给地面人员,引导其开展相关执法工作。

无人机巡查发现的秸秆焚烧污染源

在面对大范围的巡查时,可以使用固定翼无人机和多旋翼无人机搭配作业,先用固定翼无人机进行大范围快速巡查,探测到污染源后,再派出多旋翼无人机进行近距离查探和取证,确保作业化。



无人机大气环境监测



固定翼无人机和多旋翼无人机搭配作业

相较于传统的人工巡查,无人机为环保巡查提供了更为广阔的巡查视角,有效弥补了人工巡查的盲区,建立了地空一体的立体巡查体系,真的做到了全覆盖、无死角、全天巡查,很大地降低了人力成本,提高了巡查效率,确保了取证效果。无人机巡查的便捷,使得它在越来越多不同类型巡查任务中得到了应用。

而无人机的测绘手段也可以用于环保治理。比如针对河道排污口的监管,在实际应用中可以利用无人机在排污口周围进行正射飞行,然后绘制出问题点位的正射影像图,通过正射图观察排污口准确点位、河道流向、河域植被情况及周围设施等,从而对问题点位进行可视化、结构化的监管和展示。

2载荷升级,无人机环保应用多样化

随着更多的先进技术被应用到了无人机载荷的研发当中,无人机载荷不断升级,使无人机功能越来越丰富,拓展了无人机在环保治理中的应用范围。

红外技术被应用到无人机载荷中后,大大加强了无人机夜间巡查的能力。针对工厂夜间偷排等情况,可以通过无人机搭载红外设备进行夜间巡查,发现疑似夜间偷排的大气污染源和水污染源。

针对污染检测,近年来也有很多移动检测设备问世,和无人机搭配作业,丰富了其应用范围。例如,无人机可搭载移动气体检测设备,对PM2.5、PM10、SO₂、CO、NO₂、O₃、VOCs等典型大气污染物质进行实时检测,根据数据结果锁定污染源位置,并现场出具数据报告,为相关执法部门提供信息数据。

移动气体检测设备对某地的大气污染物进行实时监测

当然,当前我国对移动检测设备的检测结果还未有明确的规范,大多数的检测结果尚不能作为直接执法依据,但可以为执法部门提供信息数据支撑。

除此之外,无人机还可搭载取水检测装置进行问题水质的样本采集工作,实现样本远程采集和输送。

不仅如此,无人机可同时搭载多种载荷进行联合作业,如同时搭载移动气体检测设备和红外设备进行夜间巡查和探测,可实时判定污染源,确保巡查的准确性和有效性。



无人机大气环境监测



3基于无人机数字孪生的污染信息化监管与治理

近年来,随着新一代信息技术的升级,以及人工智能、5G通信、云计算、大数据等先进技术的不断涌现,它们与无人机应用的跨界深度融合,让无人机在社会治理和人民生产生活等各方面得到更加广泛和深入的应用,同时也把无人机在环保领域中的应用推入到了信息化阶段,一批污染治理信息化平台应运而生。

污染信息化监管与治理平台

而针对大气污染,也有相关的监测和溯源平台。

重要区域大气污染数据实时监测与溯源系统

环保领域只是一个缩影,纵观上述过程,无人机在各行各业的的深度应用,不仅依赖于自身研发制造技术和相关交叉学科的科技发展,也依赖于作业团队对行业应用和业务逻辑的深刻理解。相信随着科技的发展和软硬件革新,以及无人机专业运营团队在应用领域的不断研究和实战,无人机在环保治理领域中还能发挥更大的价值和作用。


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