2017-04-10 16:47:20

  無人機參與大氣環境巡查

  針對大氣汙染治理,環境保護部副部長翟青日前在國務院新聞辦舉行的新聞發布會上指出,中國正在從國家宏觀戰略層麵對大氣汙染防治進行科學的頂層設計,提出“一攬子”環境政策和經濟政策,分區施策、分階段推動。為實現這一目標,從2013年10月開始,環境保護部每個月都組織一次重點區域的執法監察活動,其間還動用了無人機,大尺度、大範圍地進行巡查。無人機如何進行環境監測?它有哪些優勢?

  何為無人機?

  無人機是一種以無線電遙控或由自身程序控製為主的不載人飛機。按照係統組成和飛行特點,無人機可分為固定翼型無人機、無人駕駛直升機兩大類。固定翼型無人機通過動力係統和機翼的滑行實現起降和飛行,遙控飛行和程控飛行均容易實現,抗風能力也比較強,類型較多,能同時搭載多種遙感傳感器。固定翼型無人機的起降需要比較空曠的場地,多應用於礦山資源監測、林業和草場監測、海洋環境監測、汙染源及擴散態勢監測、土地利用監測以及水利、電力等領域。

  無人機用於環境監測主要是以遙感(UAVRS)技術作為航空遙感手段,具有續航時間長、影像實時傳輸、高危地區探測、成本低、高分辨率、機動靈活等優點,是衛星遙感與有人機航空遙感的有力補充,在國外已得到廣泛應用。

  其利用高分辨CCD相機係統獲取遙感影像,利用空中和地麵控製係統實現影像的自動拍攝和獲取,同時實現航跡的規劃和監控、信息數據的壓縮和自動傳輸、影像預處理等功能,可為各級環境監測部門及環境信息化建設提供一體化的解決方案,並可滿足環境應急響應的需求。去年我國首架自主研發的環境應急監測無人機的亮相,使環保係統航空無人機遙感能力建設邁上了新台階。

  目前我國已啟用無人機對一些重汙染區域進行高空排查,針對汙染企業過於分散、發現不全等問題,以進一步擴大巡查範圍。據介紹,自去年底啟用無人機以來,已幫助督促解決200多起環境違法案件。

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  “天地空”一體化監測

  大氣環境治理首先要知道汙染源現狀,這是重要的前期監測工作。傳統的監測方式以地麵監測站為主,現在發展成在線監測,通過網絡建立傳感係統監測。但從傳統監測到網絡監測,依然無法滿足新時期環境監測的要求。

  我國氣象、陸地、海洋和測繪四大類衛星的成功發射,遙感技術在空氣質量監測方麵的應用取得了重要成果。目前環境保護部圍繞形成“天地空”一體化監測能力的目標,全麵開展環境衛星係統工程建設、技術體係和業務運行體係的建設,其核心優勢是將空監測、地監測的數據進行融合,將來自衛星、航空以及地麵的數據融合起來,最終通過一個平台展現出來,從而有效避免地麵監測、遙感監測存在的單方麵局限性。

  “天地空”一體化監測具有大範圍、動態、全天候、全天時等優勢,對沙塵暴、霧霾等天氣現象做到實時監測。以長三角、珠三角、京津冀等城市群環境空氣監測為例,進行了環境空氣遙感監測技術應用示範,同時在全國秸稈焚燒遙感監測、北方地區沙塵暴遙感監測、城市顆粒物遙感監測等方麵發揮了很大作用。

  無人機監測有哪些優勢?

  快速、高效

  針對應急事件,無人機可立刻對監測區進行大範圍監測,單台無人機日監測能力最高達到200~320平方公裏。監測結果能在短時間內生成高清晰圖像數據和水體透明度、富營養化等多種專題數據。汙染事故發生後可快速提供三維水體汙染狀況變化預估並發布,用於決策。

  直觀、全麵

  無人機拍攝生成的高清晰圖像可直觀辨別汙染源、汙染口、可見漂浮物等,並生成分布圖,為環境評價、環境監察提供依據。其生成的多光譜圖像可直觀、全麵地監測地表水環境質量狀況,水質富營養化、水華、有機汙染程度及清澈透明程度、排汙口排水汙染程度等信息的專題圖,從而達到對水質特征汙染物監視性監測的目的。其結果能直觀、全麵地演示水域環境狀況,對汙染物影響程度和範圍進行監測和預警,從而達到為水汙染事故處理處置提供支撐的目的。

  大尺度、宏觀性

  無人機通過不同航高可實現高空間、大麵積監測,也可實現低空間較小範圍精確監測,也可多架、多次同時對上萬平方公裏測區進行監測。通過多光譜分析,得到大麵積測區的各項監測數據,以麵信息結合傳統點信息,從而為整個測區宏觀環境評價提供依據。通過全麵展示測區環境狀況、測區汙染物影響程度、範圍,為相關部門決策提供演示。

  高分辨率、處理速度快

  無人機上搭載的攝像裝備其影像分辨率可以達到0.1~0.5米,分辨率優於目前國內外一些高分辨率衛星影像數據;數據采集和處理速度快,其采集能力能達到每天采集和處理近4000平方公裏。

  成本低、集成性強

  兼具衛星影像的價格和航空影像的快速采集優勢,采用高性能自動處理技術,可完成數據的預處理、精加工及鑲嵌及高程數據生成,整體數據費用低。能與GIS及遙感應用係統方便集成,可快速搭建環保應用,能保障提供綜合和周期性的服務。

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