无人机在大气环境监测中的应用分析
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摘要：随着社会的不断进步，我国的科技也在飞速的发展，无人机也逐渐走入了人们的生活之中。隨着无人机的不断应用，我国社会的很多需求都得到了相应的满足，特别是在对大气环境进行监测领域。通过搭载红外成像相机以及可见光相机等，无人机可以对大气的环境进行全面的监控，这也会最大限度地将人工对大气环境进行监测所容易出现的问题减少，使我国大气监测的工作能更顺利、更高效地完成。本文以无人机在大气环境监测中的应用为出发点并对其进行了探讨，同时也根据相关案例对其进行了阐述。
关键词：无人机;大气环境监测;应用
中图分类号：X831 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2019）07-0-02
Abstract：With the continuous advancement of society， China's science and technology is also developing rapidly，and drones have gradually entered people's lives. With the continuous application of drones，many of the needs of our society have been met，especially in the field of monitoring the atmospheric environment. By equipped with infrared imaging cameras and visible light cameras，the drone can comprehensively monitor the atmospheric environment，which will minimize the problems that are easily caused by the manual monitoring of the atmospheric environment，so that the work of atmospheric monitoring in China can Smoother and more efficient completion.This paper takes the application of UAV in atmospheric environment monitoring as the starting point and discusses it，and also elaborates it according to relevant cases.
Key words：Drone;Atmospheric environment monitoring;Application
随着社会经济及科技的不断发展，我国很多地区的大气环境也受到了相应的影响，大气环境一旦受到污染，其所涉及到的区域以及范围就十分广阔，同时也会使得不同区域间进行大量的污染物传输，而这也会使得污染源头变得多，污染因素更为复杂，这对于我国环境监管工作的开展而言极为不利。国家及地方政府只有拥有更为有效、更为迅速的监控系统，才能实现对大气环境的实时监控，而对大气环境进行更为精准的监控，而大气污染预防和治理的需求也会得到最大限度的满足。
1 大气环境监测中，无人机的相关应用
1.1 红外成像相机
随着我国科技的不断发展，红外成像相机在各个行业都得到了应用，尤其是在对电力的巡检工作中，应用更为广泛。在对其进行环保应用的过程中，将其搭载到无人机上，可以使无人机在夜晚时也可以对大气环境进行实时监测，而无人机通过热像仪的热分布可视化特点以及测温相关的特性，可以准确发现那些在夜间还在进行生产作业、排放污物的企业。通过将红外成像相机搭载到无人机上并进行应用，可以有效防止相关企业出现夜间偷排这种不利大气环境的现象。然而，热像仪器也很容易受到环境因素的影响，同时不同类型的企业其进行热分布的形式也各不相同，这也使得污染物的排放量与排放的温度并没有直接的联系，而其检测的结果也需要经由较长时间的模型对比和监测才能得出，这也使得该种方式的应用无法最大限度的将我国环境监测的需求进行满足。
1.2 可见光相机
在我国的环境保护领域，目前应用最为广泛的就是在无人机上搭载可见光云台以此来对大气环境进行监测。环保部门只要对技术人员进行合理的培训，便可以利用无人机来组成一个监测小队，其对大气环境的监测效果也不容小觑。当然，通过在环境监测过程中应用相机这种模式为我国环境监测领域带来了很大的突破和改变，但是针对可见光相机而言，在其对大气环境污染物进行监测的过程中，只能通过拍摄照片以及拍摄视频来完成任务。通过可见光相机与无人机对大气环境进行监测目前还没拥有足够准确的监测数据，同时还很容易受到天气、阳光以及相机本身等各方面因素的影响，所以只有在对可见性污染源，比如秸秆焚烧进行监控时，才会应用到可见光相机。对于环境保护工作而言，可见光相机并没有得到监测工作人员的广泛使用，这也使得环境保护部门的可见光相机只能作为一种道具进行展示。
1.3 气体传感器
就是利用无人机对多种因子，比如二氧化硫等的高精度气体传感器进行搭载，从而实现对大气环境的监测，并将相关的污染因子准确找到。以大疆搭载传感器为例，通过规划好的飞行线路，其可以进行自动飞行，这样无人机便可以在极短的时间里将20余家工厂进行覆盖，这也可以使相关部门能全面掌握所在地区的气体浓度的分布状况。对气体传感器进行合理应用，可以最大限度地将对大气环境的监测效率有效提高，这与传统的由监测工作人员亲自进行巡查的方式相比，不论是监测的质量还是效率，都要远远高于传统的监测方式。对于很多较为严重、难处理的问题，通过气体传感器的应用也可以快速解决。随着相关技术的不断发展和进步，传感器的精度，特别是采用了光离子化检测器的传感器的精度也在不断加强，甚至会达到ppb的级别，这在很大程度上能满足大气污染物浓度的测量标准。 2 数据可视化
对于环境监测执法工作而言，所重视的是时效性，很多企业出现的偷排现象大多是在某个时间段内发生，也有可能只是在某个瞬间，而这种情况也使得环境监测部门很难找到企业偷排情况的证据，对于执法工作而言更是不利。在对大气污染进行调查的过程中，通过将气体传感器搭载到无人机上，可以对大量实时监测到的数据进行采集。
通过可视化方法对相关数据进行处理，可以有效地将其中的空间关联挖掘出来，而大气污染物的运动规律其也会很直观，这对于我国研究人员对大气污染的分析和研究十分有利，同时还可以为环境监测部门节省下很多的人力资源。
3 相关案例
在某天的夜间，某位居民向环保部门进行了投诉，说周围有刺鼻的异味存在，对于此，环保部门应用了三台气体监测的无人机对该区域进行了系统的监测，通过无人机所显示的数据，监测人员可以很直观的看到气体浓度的分布情况。根据这些数据，监测人员也可以准确找到污染物的排放源头。在目标锁定之后，环保部门便会安排相关的执法人员去该源头进行突击性检查，这样在很短的时间内便可以将出现的环境污染问题进行高效率的解决。
4 結束语
随着无人机在环境保护方面的不断应用，其与传感器搭载的监测形式也成为目前最受欢迎、应用最多的方法，然而在实际应用实践的过程中，还有很多问题存在。对于环境保护的监测模式及标准，我国都有严格的规定，对于大气有关的技术规范，我国也发布了很多，然而无人机是最近几年才得以兴起的，其自身还有很多不确定因素存在，将其应用到环境保护的监测工作之中，也会使人们对其监测到的气体标准产生质疑。因为不受标准及规范的保护，也使得无人机所监测到的相关数据只能成为我国研究人员的参考数据，并不能被用于执法工作之中。再者，无人机是通过在空中飞行来对大气环境进行监测的，这也使得其无法对监测到的数据进行正确的判断，也无法了解其具体是来自该区域的哪一个工厂。处于高空中的大气，环流极为复杂，对于无人机也有一定的干扰影响，这也使得相关模型很难得以建立，对于污染物的具体分布情况就更难以确定。虽然有些传感器的精度已经得到了相应提高，但某些特性还无法满足监测站的实际要求，这也使得无人机所监测到的数据缺乏准确性。不过，将无人机应用到各行各业之中早已成为未来的一个发展趋势，通过无人机搭载气体传感器进行大气环境的监测，也已经实现了对一定区域内污染情况的实时监控，这也有利于环境监测工作的顺利开展。
参考文献
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[3]杨海军，黄耀欢.化工污染气体无人机遥感监测[J].地球信息科学学报，2015，17（10）：1269-1274.
收稿日期：2019-03-12
作者简介：周栩羽（1981-），男，汉族，本科学历，高级工程师，研究方向为环境监测、环境管理。
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