年來由于大眾對環(huán)境保護認知度的提升,我國在環(huán)保工作上的投入力度逐步增大,作為環(huán)境保護先頭兵的環(huán)境監(jiān)測領域也是一路高歌,突飛猛進。眾多的技術與突破,使得我國的環(huán)境監(jiān)測愈驅(qū)成熟,其中的無人機的應用與發(fā)展倍受關注。
環(huán)境污染源主要有以下幾方面:
1)工廠排出的廢煙、廢氣、廢水、廢渣和噪音;
2)人們生活中排出的廢煙、廢氣、噪音、臟水、垃圾;
3)交通工具(所有的燃油車輛、輪船、飛機等)排出的廢氣和噪音;
4)大量使用化肥、殺蟲劑、除草劑等化學物質(zhì)的農(nóng)田灌溉后流出的水;
5)礦山廢水、廢渣。
工廠廢氣排放
工廠廢水排放
大面積礦土未苫蓋
大面積礦土未苫蓋引起揚塵
施工揚塵不及時處理
生活垃圾隨意丟棄
車輛尾氣排放標準不合格
汽車尾氣排放
過度使用農(nóng)藥導致大面積水域受污染
礦山廢渣
大疆無人機到底是如何對環(huán)境進行監(jiān)察和監(jiān)測的呢?
準確來說,大疆無人機用于環(huán)保執(zhí)法是利用無人機遙感系統(tǒng)技術。遙感技術一般來說是不直接接觸物體本身,從遠處通過傳感器探測和接收來自目標物體的信息,經(jīng)過信息的傳輸和處理分析,從而識別物體的屬性及其分布等特征。無人機遙感技術,是借用大疆無人機這個飛行的平臺,搭載一套遙感系統(tǒng),利用無人駕駛飛行器技術、遙感遙測技術、通訊技術、遙感傳感器技術、定位技術以及遙感應用技術,從而完成遙感數(shù)據(jù)的獲取以及進行處理分析。
作為信息系統(tǒng)源頭的傳感器網(wǎng)絡,可直接獲取所需的物質(zhì)或數(shù)據(jù),是該系統(tǒng)的關鍵部分。傳感器通過無線傳輸系統(tǒng)可實時地傳回地面需要的監(jiān)測數(shù)據(jù);或者為了保障數(shù)據(jù)的安全性,也可保存于無人機平臺中,待無人機落地后再進行處理和分析。能發(fā)現(xiàn)廢氣偷排亂放的最關鍵傳感器,是航拍圖像傳感器和機載大氣環(huán)境監(jiān)測傳感器。
大疆經(jīng)緯M210搭載氣體模塊及氣體收集袋
常見的就是在大疆無人機上搭載高分辨率的云臺相機,進行航拍??梢詫崟r傳輸回所航拍到的畫面,也可以將圖像信息存儲,無人機落地后再獲取圖像數(shù)據(jù),并且還可以利用圖像拼接技術,形成對大區(qū)域環(huán)境的整體認知,從而觀察地面是否存在廢氣偷排亂放現(xiàn)象?!耙驗橥ㄟ^航拍的手段,可以看到煙囪有沒有冒煙,冒的是不是黑煙?!痹陲w機上裝置的氣體濾光分析器,可測得一氧化碳的濃度。對二氧化硫、二氧化氮、氨、甲醛、甲烷和二氧化碳也能用氣體濾光分析器進行試驗監(jiān)測。
大疆M600搭載高分辨率云臺相機
紅外干涉儀可以分辨一氧化碳、一氧化二氮、二氧化氮、氨和碳酸等污染物組分,適用于1微米至5微米的光譜段。變換干涉儀使用范圍也是1微米至5微米的光譜段,可用于測定二氧化硫、二氧化氮、一氧化二氮和氨等。測量大氣中的懸浮顆粒物一般應用可見光輻射偏振儀和激光雷達。可見光輻射偏振儀可從太陽輻射能的偏振反射中測出顆粒物的物理特性,如顆粒大小、形狀和組成以及垂直分層分布和空間濃度變化。激光探測大氣染是向大氣中發(fā)射一定波長的光束,從接收的回波中獲知大氣物理量的分布規(guī)律。
對于基于泵吸式點狀采樣監(jiān)測模式的機載氣體監(jiān)測設備,大疆表示,以顆粒物采樣為例,無人機飛到哪兒,泵吸式采樣測到哪兒。一邊飛的時候,一邊進行顆粒物的采樣。里面顆粒物監(jiān)測的儀器就可以對其進行感知?;蛘呤前杨w粒物截留在濾紙膜上,待無人機落地后,把樣本拿下來化驗,這樣就可以知道相關的具體信息了。
大疆M210搭載30倍光學變焦相機與XT熱成像相機
通過無人機遙感系統(tǒng)技術進行執(zhí)法檢查,獲得企業(yè)違法線索信息后,環(huán)保部門還要進行地面核查,來鎖定違法違規(guī)證據(jù),然后依照法律法規(guī)進行處罰。
大疆無人機在環(huán)保領域的優(yōu)勢及特點
1、高效:無人機可突破時空的限制無死角監(jiān)測,以其機動性和快速性可提高環(huán)保巡查的效率以及快速響應應急狀況。代替工作人員進行高?;蛘卟灰诉M入的地區(qū)進行作業(yè),還能保障工作人員的人身安全。?
2、看得遠:遙感作業(yè)半徑可達數(shù)公里。針對環(huán)境應急事件無人機可立刻對事故區(qū)進行實時全景監(jiān)控。??據(jù)分析,無人機在短時間內(nèi)可生成高清晰圖像和大氣濕度、空氣溫度、大氣基礎污染物、PM2.5/PM10等多種專題數(shù)據(jù),并自動形成數(shù)據(jù)矢量圖回傳至地面站。另外,污染事故發(fā)生后,無人機可快速提供大氣污染狀況變化,用于環(huán)保部門快速響應和處置決策。
3、看得清:高清圖像直觀辨別污染源。無人機生成的高清晰圖像,可直觀辨別污染源、污染口、不可見污染物等;生成的分布圖,可為環(huán)境評價、環(huán)境監(jiān)察提供依據(jù)。無人機生成后所處理的污染物分布圖像,用高性能自動處理技術,可完成數(shù)據(jù)的預處理、精加工及、高程數(shù)據(jù)生成,整體可直觀、全面地監(jiān)測地表空氣質(zhì)量狀況,排污點分布、空氣污染程度等。?
4、費用廉:無人機兼具衛(wèi)星影像的范圍和航空影像的快速采集優(yōu)勢,無人機環(huán)境監(jiān)測平臺的建立,采數(shù)據(jù)費用低。
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