從“藍(lán)天行動”看無人機(jī)在大氣環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

單旭然

南京市第九中學(xué) 江蘇 南京 210029

正文：

1 導(dǎo)言

“藍(lán)天行動”最初是香港政府舉行的一個環(huán)保活動，由香港環(huán)境保護(hù)署負(fù)責(zé)實施，目的是減少香港的空氣污染，活動口號為“全城投入，為藍(lán)天打氣”。2013年中國發(fā)布了《大氣污染防治行動計劃》，到2017年“大氣十條”確定的目標(biāo)如期實現(xiàn)，全國空氣質(zhì)量總體得到改善，大氣污染防治新機(jī)制基本形成。

江蘇省相繼也出臺了《打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計劃實施方案》，明確要求通過調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，構(gòu)建清潔低碳高效能源體系，減少大氣污染排放總量。從而提升空氣質(zhì)量，改善人們的生存環(huán)境。本文結(jié)合藍(lán)天行動的開展，論述無人機(jī)在大氣環(huán)境監(jiān)測中的主要應(yīng)用，必須要協(xié)調(diào)好無人機(jī)與大氣環(huán)境監(jiān)測之間的關(guān)系，使得無人機(jī)技術(shù)能夠在大氣環(huán)境監(jiān)測中起到應(yīng)有的作用。

2 文章研究的主要內(nèi)容

2.1 無人機(jī)航拍監(jiān)測

通過無人機(jī)進(jìn)行航拍可以將所拍區(qū)域內(nèi)所有的污染情況通過拍攝非常清晰的表現(xiàn)出來，將所拍攝區(qū)域內(nèi)主要的地形特點以及工業(yè)企業(yè)的分布狀況非常清楚的顯現(xiàn)出來，利用無人機(jī)航拍技術(shù)主要針對廠區(qū)內(nèi)的分布情況，污染物的主要來源以及周邊地形特征進(jìn)行分析，從而制定有效的污染防治措施。

2.2 針對大氣污染情況制定應(yīng)急措施

大氣污染事故一般是突發(fā)性的事故，一旦事故發(fā)生，將會對廠區(qū)附近的居民健康、周邊環(huán)境以及社會的安定性造成很嚴(yán)重的后果。因此需要建立科學(xué)有效的環(huán)境應(yīng)急機(jī)制。主要針對污染事故分為三個階段的預(yù)防措施，分別是事前預(yù)防、事中監(jiān)測、事后防御以及環(huán)境恢復(fù)三部分。通過建立科學(xué)有效的環(huán)境監(jiān)測機(jī)制，不僅可以使空氣污染事故得到行之有效的解決辦法，而且能夠為有關(guān)部門提供快速識別污染和解決污染問題的辦法，包括空氣污染的主要濃度、污染物的主要類型等信息。盡快的解決污染問題，為事故的處理留出更多的時間，從而降低事故造成的損失。利用無人機(jī)進(jìn)行大氣污染監(jiān)測有很多的優(yōu)點，具有監(jiān)測結(jié)果準(zhǔn)確度高、監(jiān)測速度快、監(jiān)測范圍比較廣泛以及對周邊環(huán)境影響較小等優(yōu)點，相比傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測設(shè)備，其優(yōu)勢更加明顯，彌補(bǔ)了之前監(jiān)測設(shè)備的不足和缺陷，為相關(guān)部門進(jìn)行空氣質(zhì)量評定提供更加準(zhǔn)確的信息。我國利用無人機(jī)進(jìn)行大氣環(huán)境監(jiān)測才處于初步研究的階段，研究進(jìn)程也只是停留于環(huán)境遙感監(jiān)測以及大氣污染相關(guān)指標(biāo)的監(jiān)測，以某市環(huán)境監(jiān)察局為例，其使用的是4中不同型號的微型無人機(jī)進(jìn)行監(jiān)測，無人機(jī)內(nèi)部搭載了多種大氣環(huán)境污染物的檢測儀器以及溫度傳感儀器設(shè)備，同時經(jīng)過了多次高空飛行監(jiān)測任務(wù)試驗，對大氣上空的主要空氣污染物進(jìn)行了監(jiān)測，其監(jiān)測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度非常高，無人機(jī)設(shè)備、搭載傳感器運行以及地面指揮平臺都運行正常，不僅可以提供科學(xué)有效的監(jiān)測數(shù)據(jù)，還為后期無人機(jī)監(jiān)測的研究打下了基礎(chǔ)，使我國對于無人機(jī)環(huán)境監(jiān)測的研究更近了一步。

3 建立污染事故應(yīng)急監(jiān)測體系

利用無人機(jī)傳感技術(shù)，可以在事故發(fā)生的第一時間，利用無人機(jī)的無障礙通行裝備，最快的到達(dá)事故現(xiàn)場，并針對事故現(xiàn)場的主要情況進(jìn)行監(jiān)測，將現(xiàn)場的地形數(shù)據(jù)和監(jiān)測信息統(tǒng)一收集和傳遞，并針對現(xiàn)場污染物的類型和空氣污染濃度的劃分進(jìn)行數(shù)據(jù)的匯總，并和以往例行監(jiān)測數(shù)據(jù)的結(jié)果進(jìn)行對比，便于更好的對現(xiàn)場污染情況的等級進(jìn)行劃分，更加迅速的針對大氣污染進(jìn)行防治，同時對污染情況造成的不良后果進(jìn)行統(tǒng)計，分析污染發(fā)生的主要原因。在這個過程中，利用無人機(jī)進(jìn)行污染監(jiān)測的主要優(yōu)勢是監(jiān)測過程不受現(xiàn)場有毒物質(zhì)的影響和侵害，同時不受地域和地形的限制，在事故發(fā)生的第一時間能夠迅速到達(dá)事故現(xiàn)場，同時獲取更加準(zhǔn)確的信息和一手?jǐn)?shù)據(jù)，便于地面指揮中心做出防治大氣污染的處理措施，使污染物的影響降至最低。

4 從“藍(lán)天行動”看無人機(jī)在大氣環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

4.1 空氣質(zhì)量監(jiān)測

隨著工業(yè)化的不斷發(fā)展，雖然帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益，但也同時帶來了不小的環(huán)境問題。工業(yè)生產(chǎn)過程中污染物的排放成為主要的環(huán)境污染問題。除了工業(yè)生產(chǎn)帶來的環(huán)境污染，在日常的生活當(dāng)中，越來越多的私家車尾氣排放，也成為環(huán)境污染的主要元兇之一。無人機(jī)遙感技術(shù)的使用非常迅速和廣泛，通過設(shè)備的監(jiān)測獲得遙感信息圖像，根據(jù)圖像中的標(biāo)識來判斷空氣中污染物的主要含量和成分。利用無人機(jī)在大氣環(huán)境中進(jìn)行樣本的采集，再通過地面指揮系統(tǒng)的分析，實現(xiàn)對空氣質(zhì)量的評定。

4.2 可見光相機(jī)

目前在環(huán)保方面應(yīng)用最廣的，就是傳統(tǒng)的無人機(jī)+可見光云臺。某些企業(yè)甚至簡單地購買幾臺“精靈”（無人機(jī)），對人員稍加培訓(xùn)，就形成“環(huán)保無人機(jī)監(jiān)測隊伍”。

4.3 氣體傳感器的應(yīng)用

氣體傳感器主要是搭載無人機(jī)進(jìn)行使用，氣體傳感器可以識別二氧化碳、二氧化硫等有害氣體，同時實現(xiàn)對這些有害氣體的監(jiān)測和收集。在監(jiān)測的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行大范圍的巡查，以尋找污染特征因子的監(jiān)測方式。

4.4 構(gòu)建日常監(jiān)測系統(tǒng)

在無人機(jī)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，構(gòu)建遙感監(jiān)測平臺主要分為以下幾個部分：第一部分是無人機(jī)飛行平臺的搭建；第二部分是飛行指揮系統(tǒng)；第三部分是影像數(shù)據(jù)收集設(shè)備；第四部分是通信連接設(shè)備；第五部分是遙控監(jiān)測設(shè)備；第六部分是地面指揮信息接收平臺以及污染防治系統(tǒng)的構(gòu)建。

利用無人機(jī)遙感技術(shù)執(zhí)行對某市空氣污染突發(fā)事件的航拍任務(wù)，通過檢測系統(tǒng)的運行，獲取污染現(xiàn)場的影像資料和數(shù)據(jù)，并提供大比例的地形地勢圖，及時有效的對現(xiàn)場污染物的類型和污染情況進(jìn)行分析，為有關(guān)部門提供更加科學(xué)詳盡的資料，便于后期對污染事故防治體系的建立提供依據(jù)。

結(jié)束語

綜上所述，時代在不斷發(fā)展，科技的不斷進(jìn)步為我們的生活帶來很大的便利，文章主要論述了無人機(jī)在大氣環(huán)境監(jiān)測中的主要應(yīng)用，無人機(jī)在進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測的過程中，并不能顯示污染物的來源，因此對污染物進(jìn)行模型的建立比較困難。從目前發(fā)展的狀況來看，一些研究人員已經(jīng)在不斷的進(jìn)行技術(shù)的研究，隨著科技的不斷進(jìn)步，對大氣環(huán)境的監(jiān)測必然會更上一個臺階。