試論無人機在生態(tài)環(huán)境管理中的運用

何健行

（廣東省肇慶市高要區(qū)環(huán)境保護監(jiān)測站，廣東 肇慶 526100）

1 無人機的相關(guān)技術(shù)以及運用優(yōu)勢分析

1.1 無人機的相關(guān)技術(shù)

無人機的運行主要是信息技術(shù)與科學(xué)技術(shù)的支持，工作人員可以遠(yuǎn)程操控?zé)o人機的各種活動，因此無人機是一種無人駕駛模式。無人機通常都由以下幾個部分構(gòu)成：無人駕駛飛行器、系統(tǒng)控制部門、遙測遙控、攝像頭以及各種通訊控制系統(tǒng)和GPS定位系統(tǒng)，通過這些系統(tǒng)可以根據(jù)具體的工作情況對無人機進行操控。工作人員只需將無人機放飛到指定的部位，就可以利用無人機上的數(shù)據(jù)采集以及處理系統(tǒng)對當(dāng)前環(huán)境當(dāng)中的數(shù)據(jù)進行搜集。在無人機技術(shù)中，最重要的就是遙感傳感技術(shù)，因為該技術(shù)將決定工作人員是否能夠有效控制無人機，以及無人機數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性和數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，無人機會通過遙感傳感技術(shù)采集地面或者是空中的數(shù)據(jù)信息，并對數(shù)據(jù)信息進行加工處理傳輸?shù)较嚓P(guān)的電子遙控設(shè)備中，此時工作人員就能夠獲取到精確的遙感影像[1]。

1.2 無人機技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)和科學(xué)技術(shù)的進步，無人機技術(shù)越來越成熟，成本也有所降低，逐漸進入消費領(lǐng)域，因而能大范圍地應(yīng)用在生態(tài)環(huán)境管控工作中，不會增加環(huán)境管理部門的經(jīng)濟壓力。與傳統(tǒng)人工數(shù)據(jù)采集比，無人機的工作質(zhì)量和效率更高，且不受時間和空間的限制，能夠適應(yīng)各種惡劣的工作環(huán)境，并進入人類不能進入的自然環(huán)境中。同時在采集數(shù)據(jù)過程中，可以最大限度地還原數(shù)據(jù)采集現(xiàn)場，保證影像數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，大大提高了后期環(huán)境管控的工作質(zhì)量。另外，無人機技術(shù)可以對監(jiān)測領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)長時間的監(jiān)測和數(shù)據(jù)采集，節(jié)省了大量的人力資源，并獲得了長期且穩(wěn)定的數(shù)據(jù)信息，從而推動了環(huán)境管控工作的持續(xù)進行。

2 無人機在生態(tài)環(huán)境管理中具體應(yīng)用分析

2.1 無人機技術(shù)可以運用到森林治理工作中

目前森林退化現(xiàn)象非常嚴(yán)重，也是當(dāng)前環(huán)境治理工作中的重點和難點，其難度主要體現(xiàn)在森林退化的復(fù)雜性，在治理過程中需要耗費大量的人力及資金，需要工作人員長時間監(jiān)管才能實現(xiàn)質(zhì)變，最終成功地對退化的森林進行治理[2]。如果僅靠人工進行退化森林的治理工作量非常大，工作質(zhì)量和效率都比較低。因此可以在這一領(lǐng)域引入無人機技術(shù)，我國在這方面已經(jīng)有了技術(shù)突破，研發(fā)出來的無人機主要用于森林退化地區(qū)的播種工作，先將樹種放在無人機的膠囊中，通過工作人員的系統(tǒng)操控，將膠囊中的種子彈射入土壤實現(xiàn)無人機自主地播種，膠囊破裂后種子就深入到土壤當(dāng)中（如圖1所示）。與傳統(tǒng)的人工播種相比，無人機一分鐘的播種速度可以達(dá)到10次，大大提高了播種效率。此外，無人機還可以用于森林退化的監(jiān)管工作中，有效監(jiān)測森林的退化范圍，對森林的成長進行實時跟蹤和調(diào)查，并形成相關(guān)的數(shù)據(jù)匯總，工作人員根據(jù)這些數(shù)據(jù)信息研究森林退化治理方案，當(dāng)森林發(fā)生病蟲害或者其他災(zāi)害的時，也可以及時采取措施進行治理或者防控。

圖1

2.2 無人機技術(shù)可以運用在大氣環(huán)境管理中

大氣環(huán)境變化非常復(fù)雜，不同地區(qū)所發(fā)生的大氣污染也有所差異，因此大氣環(huán)境管理工作難度比較大，需根據(jù)具體情況采取有針對性的治理措施。由于工作人員無法進入到大氣環(huán)境中，大氣污染的數(shù)據(jù)采集難度也比較大。因此可以充分利用無人機的遙感技術(shù)，對大氣環(huán)境進行有效監(jiān)測和數(shù)據(jù)采集[3]。通過操控?zé)o人機進入到大氣環(huán)境中，收集大氣中的一些成分如微量氣體、水汽成分、臭氧成分等。也可利用無人機遙感技術(shù)，有針對性測試當(dāng)前大氣環(huán)境的密度，并根據(jù)光的直射和反射來判斷當(dāng)前大氣當(dāng)中的微量分子，最終確定大氣中所含的污染物以及污染程度。在利用無人機對大氣環(huán)境進行數(shù)據(jù)采集時，工作人員必須根據(jù)具體的大氣情況對數(shù)據(jù)進行采集和分析，例如在對有害氣體進行監(jiān)測時，要以化學(xué)煙霧和二氧化硫作為數(shù)據(jù)采集的重點，這樣可以保證采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。同時，在城市大氣污染防治工作中，利用小型無人機進行高空巡查，并結(jié)合衛(wèi)星遙感技術(shù)對大氣污染源進行快速大范圍地篩查，精準(zhǔn)調(diào)度、不留死角，制定敏感區(qū)域污染范圍的區(qū)域圖，有效指導(dǎo)生態(tài)環(huán)境部門開展大氣污染防治工作，快速評估區(qū)域內(nèi)是否存在違規(guī)污染源問題，擴大監(jiān)測覆蓋范圍，如圖2所示。

圖2

2.3 無人機可以運用在動物棲息地的監(jiān)測工作中

無人機在實際工作中非常靈活，現(xiàn)代無人機的續(xù)航能力及穩(wěn)定性越來越強，影像拍攝功能也越來越清晰，可以為工作人員提供更為清晰的影像，因此可以將無人機充分運用到動物棲息地的監(jiān)測工作中。動物棲息地的監(jiān)測工作是非常重要的，將直接影響生態(tài)環(huán)境的多樣性，關(guān)系到我國動物保護工作的開展，而動物棲息地的監(jiān)測工作并不是一個短期過程，需要工作人員長時間進行監(jiān)測和管理。同時動物監(jiān)測地的范圍非常廣闊，不僅包括陸地領(lǐng)域，還包括天空、水域以及沙漠等，凡是有動物棲息的地方都需要監(jiān)測。如果僅憑人力不僅無法取得良好的監(jiān)測效果，同時也會進一步加大棲息地環(huán)境管理工作的成本，因此可以借助無人機以及無人機技術(shù)當(dāng)中的3D模型來進行。工作人員可以利用無人機的航拍功能以及GPS技術(shù)等對棲息地進行全面的數(shù)據(jù)掃描，根據(jù)這些數(shù)據(jù)構(gòu)建出3D模型，將棲息地中的樹木、河流、山巒等分布情況構(gòu)建為具體模型，并根據(jù)實際數(shù)據(jù)信息的變化對模型數(shù)據(jù)進行實時調(diào)整，通過前后對比可以快速反映出棲息地的變化，采取針對性的措施對動物棲息地進行保護，維持生物多樣化和可持續(xù)發(fā)展[4]。

2.4 無人機在礦產(chǎn)環(huán)境管理中可以運用

無人機還可以應(yīng)用到礦產(chǎn)環(huán)境管理中，因為礦產(chǎn)開發(fā)所帶來的生態(tài)環(huán)境破壞是非常嚴(yán)重的，不僅涉及地質(zhì)破壞，同時對周邊的自然生態(tài)環(huán)境也會造成不同程度的破壞，例如山體坍塌、水土資源流失、固體垃圾導(dǎo)致的土地污染和水污染等。在這方面主要利用的是無人機的智能化技術(shù)，可以利用無人機對礦產(chǎn)周邊的環(huán)境進行實時監(jiān)控，并將收集的數(shù)據(jù)形成數(shù)據(jù)庫，這樣可以快速地掌握礦產(chǎn)開采工作中環(huán)境污染的范圍、類型及程度，有利于工作人員根據(jù)這些數(shù)據(jù)采取針對性的環(huán)境治理。

2.5 無人機可以運用在水環(huán)境管理工作中

水環(huán)境管理是當(dāng)前環(huán)境管控工作中的重點內(nèi)容，主要是水環(huán)境的監(jiān)測和治理。水環(huán)境的管控工作難度大且比較復(fù)雜。水資源和地質(zhì)環(huán)境聯(lián)系緊密，與季節(jié)的變化息息相關(guān)，進一步加大了監(jiān)測難度。在水環(huán)境監(jiān)測管控工作中，工作人員可以充分發(fā)揮無人機在遙感技術(shù)方面的優(yōu)勢，對當(dāng)?shù)氐乃h(huán)境進行航拍監(jiān)控，形成具體的水資源影像，作為后期水環(huán)境管理工作的數(shù)據(jù)，并根據(jù)水資源的影像和數(shù)據(jù)，對當(dāng)前的水資源分布以及污染情況進行動態(tài)分析，也可以和當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)環(huán)境一一對應(yīng)，大大提高了水環(huán)境管理計劃的科學(xué)性。

3 結(jié)論

綜上所述，環(huán)境管理工作是當(dāng)前社會發(fā)展的重要內(nèi)容，環(huán)境管理部門應(yīng)該認(rèn)識到無人機技術(shù)的優(yōu)勢，將無人機充分引入到環(huán)境管控工作中，以此提高各個領(lǐng)域環(huán)境管理工作的質(zhì)量和效率，實現(xiàn)人與自然的和諧發(fā)展，為人類提供更為健康的生存環(huán)境。