環(huán)?？⒐を?yàn)收中無(wú)人機(jī)應(yīng)用的探索①

劉國(guó)楊

(廣東環(huán)境保護(hù)工程職業(yè)學(xué)院 廣東佛山 528216)

項(xiàng)目工程的環(huán)?？⒐を?yàn)收工序是我國(guó)各工程項(xiàng)目驗(yàn)收工作中的主要內(nèi)容之一，充分體現(xiàn)了項(xiàng)目施工的環(huán)保理念，是我國(guó)社會(huì)發(fā)展的重要標(biāo)志之一。而將無(wú)人機(jī)應(yīng)用至該領(lǐng)域則是彌補(bǔ)傳統(tǒng)調(diào)查手段不足、克服客觀調(diào)查困難的有效方式，因此有必要對(duì)其具體應(yīng)用內(nèi)容進(jìn)行探索研究。

1 環(huán)?？⒐を?yàn)收理論基礎(chǔ)

環(huán)?？⒐を?yàn)收工作是對(duì)建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)建設(shè)的運(yùn)行與成果進(jìn)行檢測(cè)的重要工序，需要通過(guò)多種措施對(duì)項(xiàng)目地與周邊地區(qū)進(jìn)行調(diào)查研究，保障我國(guó)建設(shè)項(xiàng)目的環(huán)保性，以促進(jìn)項(xiàng)目建設(shè)的高質(zhì)量發(fā)展。因此，在進(jìn)行建設(shè)項(xiàng)目環(huán)?？⒐を?yàn)收時(shí)應(yīng)當(dāng)確定一定驗(yàn)收理論基礎(chǔ)，以明確進(jìn)行環(huán)保竣工驗(yàn)收工作開(kāi)展的重要意義，并保障此項(xiàng)工作能夠切實(shí)達(dá)到驗(yàn)收目的。

第一是可持續(xù)發(fā)展理論，該理論是我國(guó)歷來(lái)奉行的基礎(chǔ)理論之一，也是科學(xué)發(fā)展觀的基本要求之一，基于此理論進(jìn)行環(huán)保竣工驗(yàn)收有利于相關(guān)驗(yàn)收工作人員認(rèn)清此工作的重要性，不斷利用內(nèi)生力量豐富自身工作方法、提升自身工作能力；第二是生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制理論，該機(jī)制以生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)與可持續(xù)利用作為主要目的，并依靠經(jīng)濟(jì)手段調(diào)節(jié)建設(shè)者以及其他建設(shè)項(xiàng)目有關(guān)利益主體與自然之間的關(guān)系，即通過(guò)生態(tài)環(huán)境保護(hù)的多種措施實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境的維護(hù)與改善，致力于恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能，使人與自然的和諧相處成為現(xiàn)實(shí)；第三是恢復(fù)生態(tài)學(xué)理論，恢復(fù)生態(tài)學(xué)是一門(mén)針對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)退化原因、恢復(fù)與重建技術(shù)的技術(shù)性學(xué)科，所以此理論也同樣是在環(huán)?？⒐を?yàn)收工作開(kāi)展的理論基礎(chǔ)之一。

2 環(huán)?？⒐を?yàn)收中的無(wú)人機(jī)應(yīng)用

2.1 驗(yàn)收理論原則

由于無(wú)人機(jī)的發(fā)展時(shí)間尚短，雖然目前應(yīng)用無(wú)人機(jī)的生產(chǎn)生活領(lǐng)域眾多，但仍舊屬于一種新興技術(shù)手段，相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范與法律規(guī)定并不完善，因此在將其應(yīng)用至環(huán)?？⒐を?yàn)收工作中時(shí)應(yīng)當(dāng)遵循一定原則，使該工作具有規(guī)范性，在保障驗(yàn)收成果質(zhì)量的同時(shí)使驗(yàn)收工作符合國(guó)家相關(guān)規(guī)定。具體而言，在環(huán)?？⒐を?yàn)收工作中應(yīng)用無(wú)人機(jī)應(yīng)當(dāng)遵循以下幾點(diǎn)原則與指導(dǎo)思想。

第一是客觀公正、實(shí)事求是的原則，環(huán)保竣工驗(yàn)收工作是對(duì)建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)質(zhì)量的核查驗(yàn)收工作，務(wù)必對(duì)建設(shè)項(xiàng)目在生態(tài)環(huán)境保護(hù)方面做出的破壞與維護(hù)做出如實(shí)反映，并對(duì)實(shí)際影響與污染程度等建設(shè)成果進(jìn)行總結(jié)，針對(duì)其中存在的諸多問(wèn)題提出諸多可行整改意見(jiàn)，用以提升建設(shè)主體在日后其他相關(guān)類(lèi)型建設(shè)項(xiàng)目施工時(shí)的環(huán)境保護(hù)工作，因此在利用無(wú)人機(jī)進(jìn)行建設(shè)項(xiàng)目勘察與反饋時(shí)，可留下相應(yīng)記錄用于驗(yàn)收查看，保障勘察真實(shí)性。

第二是全過(guò)程調(diào)查的原則，建設(shè)項(xiàng)目的工程準(zhǔn)備期、施工期、試運(yùn)行期以及投入使用均會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成一定影響，因此要以工程工期為基礎(chǔ)，設(shè)置相應(yīng)無(wú)人機(jī)的工作周期，保證對(duì)建設(shè)項(xiàng)目的全過(guò)程監(jiān)測(cè)、增加環(huán)?？⒐を?yàn)收信息總量，提升驗(yàn)收質(zhì)量。

第三是現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)、實(shí)地調(diào)查與理論分析相結(jié)合原則，部分建設(shè)項(xiàng)目的規(guī)模較大、驗(yàn)收死角較多，如檢察人員無(wú)法以肉眼進(jìn)行驗(yàn)收的狹小角落，對(duì)此可充分利用無(wú)人機(jī)體積小、續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)、信息采集效率高等優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)對(duì)建設(shè)工程的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)與實(shí)地調(diào)查需求，并結(jié)合相應(yīng)理論分析原則，達(dá)到對(duì)建設(shè)工程進(jìn)行高質(zhì)量驗(yàn)收的目的[1]。

第四是科學(xué)規(guī)范化原則，由于在環(huán)?？⒐を?yàn)收工作中采用無(wú)人機(jī)的時(shí)間尚短，且對(duì)此工作中使用無(wú)人機(jī)的針對(duì)性法律法規(guī)尚處于相對(duì)空白狀態(tài)，因此為保證此項(xiàng)工作的合法性以及受到行政管理服務(wù)屬性的要求，要盡可能采用國(guó)家制定的通用標(biāo)準(zhǔn)以及統(tǒng)一性的技術(shù)規(guī)范與操作方法，保證建設(shè)項(xiàng)目驗(yàn)收結(jié)果的公平性與可信度。

2.2 確定驗(yàn)收重點(diǎn)

由于利用無(wú)人機(jī)進(jìn)行環(huán)?？⒐を?yàn)收具有全過(guò)程、易操作、無(wú)死角等優(yōu)勢(shì)，所以可以實(shí)現(xiàn)對(duì)建設(shè)項(xiàng)目諸多內(nèi)容的共同驗(yàn)收。首先是對(duì)項(xiàng)目生產(chǎn)設(shè)備、環(huán)境保護(hù)措施等內(nèi)容的驗(yàn)收，建設(shè)工程在進(jìn)行具體建設(shè)以及在投入使用后各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施的環(huán)?？⒐を?yàn)收工作均需要對(duì)此進(jìn)行持續(xù)性驗(yàn)收，尤其是對(duì)于人力難以完成的驗(yàn)收工作，均可利用無(wú)人機(jī)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，以此判定項(xiàng)目生產(chǎn)設(shè)備以及生產(chǎn)工藝建設(shè)的實(shí)際情況與環(huán)境影響報(bào)告之間是否存在較大差異或變更，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)建設(shè)項(xiàng)目的規(guī)模、性質(zhì)、建設(shè)地點(diǎn)等內(nèi)容的細(xì)致勘察；其次是對(duì)建設(shè)項(xiàng)目污染物排放狀況的驗(yàn)收，由于建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)際用途與建設(shè)方式不同，所產(chǎn)生的污染物類(lèi)型與比例也不盡相同，因此可利用無(wú)人機(jī)結(jié)合建筑類(lèi)型實(shí)現(xiàn)對(duì)污染物排放的周期性監(jiān)控，豐富環(huán)?？⒐を?yàn)收資料來(lái)源，在一般情況下，建設(shè)項(xiàng)目污染物包括廢水、廢氣、噪聲、固體廢物等內(nèi)容，需要無(wú)人機(jī)根據(jù)每種廢物的具體驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)分別進(jìn)行信息采集；最后是對(duì)驗(yàn)收資料查閱方面的保障，利用無(wú)人機(jī)進(jìn)行環(huán)?？⒐を?yàn)收需要無(wú)人機(jī)與后臺(tái)設(shè)備之間存在詳細(xì)而緊密的數(shù)據(jù)交流活動(dòng)，此數(shù)據(jù)交流活動(dòng)將會(huì)留下一定數(shù)據(jù)痕跡，可通過(guò)對(duì)此痕跡的歷史留存實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)?？⒐を?yàn)收工作的全程記錄，避免虛假驗(yàn)收。

2.3 分類(lèi)體系驗(yàn)收

為在環(huán)?？⒐を?yàn)收工中實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)人機(jī)的系統(tǒng)性應(yīng)用、充分發(fā)掘無(wú)人機(jī)功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)保竣工驗(yàn)收工作的高質(zhì)量開(kāi)展，需要在驗(yàn)收過(guò)程中進(jìn)行分類(lèi)體系驗(yàn)收，以便無(wú)人機(jī)能夠按照分類(lèi)體系內(nèi)容有規(guī)律、有目的性地進(jìn)行系統(tǒng)性運(yùn)行。為保障無(wú)人機(jī)能夠與該體系相契合，無(wú)人機(jī)運(yùn)行應(yīng)當(dāng)遵循以下三點(diǎn)原則，分別是科學(xué)性原則、重要性原則與可操作性原則，即無(wú)人機(jī)要按照環(huán)評(píng)報(bào)告書(shū)中所羅列的相關(guān)規(guī)定以及工程各項(xiàng)屬性信息定義、選取驗(yàn)收目標(biāo)中具有代表性且重要性較強(qiáng)的工程環(huán)保信息，同時(shí)所提取信息能夠?yàn)楝F(xiàn)有技術(shù)條件以及技術(shù)工人所了解，以便對(duì)建設(shè)項(xiàng)目工程做出更加客觀、公正的環(huán)保評(píng)價(jià)。

在一般情況下，分類(lèi)體系采用兩層級(jí)別，并依據(jù)建設(shè)項(xiàng)目工程的類(lèi)別不同具體確定各層級(jí)驗(yàn)收目標(biāo)的相關(guān)屬性。例如在高速鐵路的環(huán)保竣工驗(yàn)收工作中，第一層級(jí)分為大臨工程、小臨工程、輔助工程與敏感點(diǎn)四類(lèi)，而第二層級(jí)則以第一層級(jí)為基礎(chǔ)進(jìn)行進(jìn)一步分類(lèi)，如大臨工程包括質(zhì)量廠、軌枕廠、施工營(yíng)地，小臨工程包括取土場(chǎng)、棄土場(chǎng)等，并要求無(wú)人機(jī)按照此分類(lèi)體系標(biāo)準(zhǔn)與詳細(xì)進(jìn)行分別勘測(cè)，以保障竣工驗(yàn)收工作的全面性。而在應(yīng)用無(wú)人機(jī)的實(shí)際驗(yàn)收工作中，首先要建立分類(lèi)體系數(shù)據(jù)庫(kù)，在ArcCatalog軟件環(huán)境下，根據(jù)信息標(biāo)準(zhǔn)建立起相應(yīng)Geodatabase、第一層級(jí)的Feature dataset以及第二層級(jí)的Feature class，并在Feature class中建立對(duì)應(yīng)屬性字段并設(shè)定字段類(lèi)型，完成數(shù)據(jù)庫(kù)建立；其次要依據(jù)各二級(jí)類(lèi)制圖符號(hào)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)對(duì)各符號(hào)的制作，主要應(yīng)用軟件為ArcMap；最后則要依據(jù)解譯數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)對(duì)ArcMap內(nèi)信息的提取工作，并形成相應(yīng)圖表。以此實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)工程的竣工驗(yàn)收信息提取[2]。

2.4 航拍業(yè)務(wù)流程

利用無(wú)人機(jī)進(jìn)行航拍是此項(xiàng)工作的核心內(nèi)容，也是實(shí)現(xiàn)利用無(wú)人機(jī)進(jìn)行環(huán)?？⒐を?yàn)收工作的最直接方式。在此方面中，需要對(duì)無(wú)人機(jī)航拍的業(yè)務(wù)流程進(jìn)行確定，以保障相關(guān)操作人員在開(kāi)展工作時(shí)能夠有跡可循。

第一是任務(wù)區(qū)域的確定，根據(jù)調(diào)查工作需求，確定航測(cè)區(qū)域在地形圖上的準(zhǔn)確位置如地理信息經(jīng)緯度坐標(biāo)和高程數(shù)據(jù)，收集并獲取當(dāng)?shù)氐臍庀笮畔?，如能?jiàn)度、未來(lái)數(shù)天的天氣情況，以確定任務(wù)區(qū)域是否適合無(wú)人機(jī)飛行作業(yè)；第二是航線規(guī)劃，在作業(yè)空域申請(qǐng)獲得空域主管部門(mén)的批準(zhǔn)后，飛行機(jī)組全體成員討論飛行方案，并以作業(yè)區(qū)能得到的中、大比例尺地形圖為底圖，進(jìn)行作業(yè)航線的圖上設(shè)計(jì)，且需要注意航線應(yīng)以無(wú)人機(jī)最少轉(zhuǎn)彎次數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)、相對(duì)航高不得低于地形高差的四倍、避免無(wú)人機(jī)落水等事項(xiàng)；第三是飛行作業(yè)，在擬定飛行日和落實(shí)空域申請(qǐng)的情況下，分析航拍區(qū)域的氣候及地形特點(diǎn)，根據(jù)測(cè)區(qū)所處的地理位置計(jì)算出航攝作業(yè)期間的太陽(yáng)高度角，按規(guī)范規(guī)定的太陽(yáng)高度角要求選擇攝影時(shí)間，安排每天的最有利攝影時(shí)段，以保證取得好的影像質(zhì)量，一般情況下應(yīng)盡可能將飛行時(shí)間安排在上午10點(diǎn)至下午2點(diǎn)之間，以保障光線充足；第四是數(shù)據(jù)檢查，根據(jù)飛行記錄，數(shù)據(jù)處理人員對(duì)影像重疊度、相片傾斜與旋轉(zhuǎn)、航線彎曲、航高保持、影像曝光等這些容易出現(xiàn)問(wèn)題的環(huán)節(jié)進(jìn)行檢查，若出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失、相機(jī)故障、曝光嚴(yán)重等問(wèn)題、則應(yīng)另選時(shí)間重新勘測(cè)；第五是數(shù)據(jù)檢查與成果提交，即將獲取的無(wú)人機(jī)影像導(dǎo)入到專(zhuān)業(yè)的處理軟件中，利用相關(guān)算法自動(dòng)或半自動(dòng)的完成影像的拼接糾正處理。最后按照任務(wù)要求向用戶(hù)提交最終成果[3]。

2.5 遙感影像獲取與處理

無(wú)人機(jī)遙感影像的獲取與處理工作是利用無(wú)人機(jī)進(jìn)行航拍后將拍攝結(jié)果轉(zhuǎn)為實(shí)際驗(yàn)收信息的必要階段，因此同樣要對(duì)此項(xiàng)工作給予充分重視。在具體操作過(guò)程中，既要注意對(duì)無(wú)人機(jī)飛行起落區(qū)域、航線、以及飛行時(shí)間的規(guī)劃，以便正確獲取影像資料，又要注意對(duì)無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)影像進(jìn)行細(xì)致處理、輸出，保證所獲取資料能夠符合竣工驗(yàn)收所需以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。另外還要注重對(duì)于高分辨數(shù)據(jù)影像的應(yīng)用，航拍內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理得到的高分辨率的影像，可以直觀反映出工程地理位置、站場(chǎng)平面布置，如鐵路線走向、環(huán)境敏感點(diǎn)、工程占地植被恢復(fù)情況等，通過(guò)軟件生成調(diào)查范圍線，可以直接觀察到目標(biāo)地點(diǎn)內(nèi)的大環(huán)境內(nèi)容，為環(huán)保竣工驗(yàn)收的資料豐富性提供保障。

3 結(jié)語(yǔ)

總而言之，通過(guò)對(duì)環(huán)?？⒐を?yàn)收工作的理論基礎(chǔ)進(jìn)行梳理，并對(duì)無(wú)人機(jī)在其中的具體應(yīng)用形式與方法進(jìn)行探索分析，有助于項(xiàng)目驗(yàn)收相關(guān)負(fù)責(zé)團(tuán)隊(duì)在驗(yàn)收工作中對(duì)環(huán)境敏感目標(biāo)進(jìn)行深層次驗(yàn)收，在保證驗(yàn)收工作科學(xué)性的前提下不斷提升環(huán)?？⒐を?yàn)收工作效率、精度與可操作性。