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无人机环境监测技术如何应运而生

当前我国多地区面临大气环境质量改善巨大压力对此业内人士表示只有?#19994;?#26412;地污染物排放来源结合地理气象环境衍生等众多原因综合分析才能实现大气污染治理精准决策和快速应对

但由于大气污染具有涉及区域范围较大区域之间污染物传输量大污染源种类多污染因子相对复杂等特点环境监管?#35759;?#38750;常大传?#36710;目?#27668;自动监测站的站房用地面积大?#30001;?#20854;成本及后期运营费用较高因此很难进行大面积精密化布点并?#19968;?#26412;上“说不清污染来源“即使花大价钱采取空气监测站?#29992;?#30340;方式进行监控但以点位进行布置的监测数据始终很难判断污染源迁移和扩散情况更无从?#33539;?#27745;染发生的直接源头

地方政府需要一套快速高效监测?#20302;?#36827;行实时监控克服人工视频监测站等监管存在的数据支撑不足等问题实现精准监控以满足大气污染治防治需求

“大区域”“精准”“高效快速”无人机技术?#36335;?#23601;是面对这样的关键词而生的

无人机在大气环境监测方面的应用目前主要有以下三个方向

一无人机+可见光相机

目前在环保方面应用广的就是传?#36710;?#26080;人机+可见光云台 不可否认单纯?#21335;?#26426;甚至变焦相机已经能够给环境监测带来新的思路但是可见光相机对大气污染物的观测仅停留在拍照视?#21040;?#27573;缺乏精准监测数据作为支撑并且受光照雨雾摄像头低分辨率等因素的影响只能对污染浓度较大?#30446;?#35265;性污染源如黑烟囱秸秆焚烧等进行监控 常规可见光载荷在环保方面只能算是锦上添花环监人员难以有效的进行使用买回来用不着后只会沦为展示道具

搭载红外成像仪的无人机

在环保应用方面搭载红外成像仪的无人机可以使无人机在夜间条件下进行监测?#35748;?#20202;的热分布可视化测温等特性能够较有效地发现夜间生产的企业可作为遏制夜间偷排的一?#36136;?#27573; 某企业日间可见光和夜间热成像风机影像 但是?#35748;?#20202;同样受到环境条件的影响过大并且不同种类的企业的热分布?#38382;?#19981;一排放温度与排放量没有必然的关联相关模型复?#26377;?#35201;长久的比对和监测才能得出检测结论难以满足环监的迫?#34892;?#27714;

三无人机+气体传感器

“无人机+气体传感器”即通过无人机搭载多种因子如VOCsSO2PM2.5的高精度气体监测传感器或者气体采集装置在测区进行大范围的巡查以寻找污染特征因子的监测方式 随着技术的进步便携式传感器精度已经达到可以接受的程度尤其基于光离子化检测器(PID)方法的传感器其检出限精度甚?#37327;源?#21040;ppb级别已经足够满足测量大气污染物浓度的要求

ISweek工采网推荐的英国alphansense传感器专门为大气监测领域推出了环境空气质量传感器包括有毒气体传感器A4/B4系列光离子气体传感器PID-AH以及PM2.5PM10传感器OPC-N3目前已在大气监测领域得到了广泛的应用

在理论支撑方面长江学者彭仲?#24335;?#25480;带领的上海交通大学智能交通与无人机应用研究?#34892;?#26089;在2011年已经对无人机在空气监测方面的应用进行了研究其基于无人机UAV技术的城市空气质量4-D监测研究基于无人机观测的PM2.5垂直分布规律研究等多篇论文已经被多?#25105;?#29992;

在实际应用方面目前成都唐山宁夏等地区率先使用无人机进行监测协助环监执法同时环监大队根据无人机的发现进行查处了不少违法企业

根据目前的无人机环境监测发展趋势无人机搭载气体传感器是快的发展防线

在监测结果呈现上无人机+气体传感器数据呈现可视化还不够

环境监查执法非常讲究时效性企业的违法偷排情况可能只会出现在某个时间段甚至只是某一个瞬间这也是环监取证难执法难的原因之一 无人机气体传感器在大气污染调查工作中会得到大量的实测数据传统利用excel进行数据分析与管理的办法不仅无法直观展现污染物?#30446;?#38388;分布形态大量的数据需要多个工作日的处理和分析才能得出相关结论难以为下一步的监测管理和治理工作提供决策支持而可视化处理能够充分挖掘数据隐含?#30446;?#38388;关联揭示气体污染物的迁移转化规律有助于科研人员监察机构科学直观地判读与分析大气污染情况 高效快速的检测方式可为后续的一系列的治理措施提供支撑依据节约人力成本

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