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基于无人机和传感器的大气环境监测应用

2019-06-16 10:58:00

空气之于我们来说是生命之根本，但是近年来，我们却常受空气质量问题的干扰。我们想要知道我们所生活的空气质量到底如何，检测空气质量就是必不可少的。无人机在检测空气质量方面也有着独特的运用，无人机搭载气体检测探头来检测空气质量，是环保检测的新方案。

我国面临怎样的环境问题

随着我国近几年来大气污染状况越来越严重，特别雾霾问题越来越严重，甚至导致我们无法自由外出，深受雾霾的困扰。根据了解，雾霾在污染物中所占的比例越来越重，可见，为了保证人民更加舒适的生活环境，为了还人们一个自由呼吸的空气环境，我国的大气污染检测与治理的任务越来越重。

为了治理相关的环境问题，国家也做出了相应的措施，比如国家对此也在大多数城市布设或者完善了颗粒物、气体检测设备，形成了国控点结合省空点分布密集的地面污染源检测网。

但是，尽管国家有在作相应的努力，情况依然不尽如人意，我们也能清除的看到，依据国控点地面检测数据所作出的预测与实际环境污染状况的发展还是存在较大差距，此外，依据地面监测数据所实施的治理手段，如地面洒水、建筑工地遮盖、交通限行、工业限产、锅炉改造、脱硫脱硝处理等方案，效果也不尽如人意。

运用无人机技术进行环境监测是必然

作为继航空、航天遥感后的第3代遥感技术的无人机遥感技术，具有立体监测、呼应速度快、监测范围广、地势干扰小等长处，是往后进行大气突发事件污染源辨认和浓度监测的重要发展方向之一。

可是因为无人机的载荷有限．要完结高精度的大气环境监测工作需要高精度的传感器荷载．而传统传感器往往在体积、分量等方面的约束可供选择的不多。因而，无人机职业也一直在作相应的尽力，企图改进立异计划。据了解，某无人机公司研讨开发合适无人机搭载的小型．轻型传感器荷载来完成无人机大气污染监测、无人机固定污染物。

无人机在环境方面的监测方案一直在创新，众多无人机公司也一直想要为环保助力。希望无人机对环境监测的运用能够推动我们对于环境的治理速度，尽快还我们每个人一个自由呼吸的天空。

无人机在大气环境监测方面的应用，目前主要有以下三个方向

一、无人机＋可见光相机

目前在环保方面应用最广的，就是传统的无人机＋可见光云台，不可否认，单纯的相机甚至变焦相机已经能够给环境监测带来新的思路，但是可见光相机对大气污染物的观测仅停留在拍照、视频阶段，缺乏精准监测数据作为支撑，并且受光照、雨雾、摄像头低分辨率等因素的影响，只能对污染浓度较大的可见性污染源如黑烟囱、秸秆焚烧等进行监控。常规可见光载荷在环保方面只能算是锦上添花，环监人员难以有效的进行使用，买回来，用不着，最后只会沦为展示道具。

二、搭载红外成像仪的无人机

在环保应用方面，搭载红外成像仪的无人机，可以使无人机在夜间条件下进行监测，热像仪的热分布可视化、测温等特性能够较有效地发现夜间生产的企业，可作为遏制夜间偷排的一种手段。某企业日间（可见光）和夜间（热成像）风机影像但是热像仪同样受到环境条件的影响过大，并且，不同种类的企业的热分布形式不一、排放温度与排放量没有必然的关联，相关模型复杂需要长久的比对和监测才能得出检测结论，难以满足环监的迫切需求。

三、无人机＋气体传感器

“无人机＋气体传感器”即通过无人机搭载多种因子（如VOCs、SO2、PM2．5）的高精度气体监测传感器或者气体采集装置，在测区进行大范围的巡查，以寻找污染特征因子的监测方式。随着技术的进步，便携式传感器精度已经达到可以接受的程度，尤其基于光离子化检测器（PID）方法的传感器，其检出限、精度甚至可以达到ppb级别，已经足够满足测量大气污染物浓度的要求。

那么从日后的实际使用情况来说，无人机应用于环境监测有哪些好处呢？

1、安全

无人机可突破时空的限制无死角监测，以其机动性和快速性可提高环保巡查的效率以及快速响应应急状况。代替工作人员进行高危或者不宜进入的地区进行作业，还能保障工作人员的人身安全。

2、高效

相比传统的环境监测通常采用点监测的方式来估算整个区域的环境质量情况，具有一定的局限性和片面性。无人机监测具有视域广、及时连续的特点，可迅速查明环境现状。

3、应用范围广

无人机除可进行环境污染状况监测外，还可以对PM10、PM2．5、SO2、NO2、CO、O3等大气项目进行数值监测，通过对大气数值的分析，得出污染源。同时，无人机监测系统在环境应急突发事件中，可克服交通不利、情况危险等不利因素，快速赶到污染事故所在空域，立体的查看事故现场、污染物排放情况和周围环境敏感点分布情况。

为了实现监测大气环境质量中的六个参数（PM2．5、PM10、SO2、NO2、CO、O3），ISweek工采网提供检测此六参数的传感器，具体如下：

基于无人机和传感器的大气环境监测应用