最近幾年，我們的環(huán)境受到了很大的破壞，過多的大氣排放，尾氣排放，樹林的砍伐減少，使我國的環(huán)境問題一直嚴(yán)峻。無人機(jī)一直奮斗在前線。
但由于大氣污染具有涉及區(qū)域范圍較大、區(qū)域之間污染物傳輸量大、污染源種類多、污染因子相對復(fù)雜等特點(diǎn)，環(huán)境監(jiān)管難度非常大。傳統(tǒng)的空氣自動(dòng)監(jiān)測站的站房用地面積大，加上其成本及后期運(yùn)營費(fèi)用較高，因此很難進(jìn)行大面積、精密化布點(diǎn)，并且基本上“說不清污染來源“。即使花大價(jià)錢采取空氣監(jiān)測站加密的方式進(jìn)行監(jiān)控，但以點(diǎn)位進(jìn)行布置的監(jiān)測數(shù)據(jù)始終很難判斷污染源遷移和擴(kuò)散情況，更無從確定污染發(fā)生的直接源頭。
地方政府需要一套快速、高效監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，克服人工、視頻、監(jiān)測站等監(jiān)管存在的數(shù)據(jù)支撐不足等問題，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)監(jiān)控，以滿足大氣污染治防治需求。“大區(qū)域”“精準(zhǔn)”“高效快速”，無人機(jī)技術(shù)仿佛就是面對這樣的關(guān)鍵詞而生的。
無人機(jī)在大氣環(huán)境監(jiān)測方面的應(yīng)用，目前主要有以下三個(gè)方向
可見光相機(jī). 目前在環(huán)保方面應(yīng)用最廣的，就是傳統(tǒng)的無人機(jī)+可見光云臺(tái)， 不可否認(rèn)，單純的相機(jī)甚至變焦相機(jī)已經(jīng)能夠給環(huán)境監(jiān)測帶來新的思路，但是可見光相機(jī)對大氣污染物的觀測僅停留在拍照、視頻階段，缺乏精準(zhǔn)監(jiān)測數(shù)據(jù)作為支撐，并且受光照、雨霧、攝像頭低分辨率等因素的影響，只能對污染濃度較大的可見性污染源如黑煙囪、秸稈焚燒等進(jìn)行監(jiān)控。 常規(guī)可見光載荷在環(huán)保方面只能算是錦上添花，環(huán)監(jiān)人員難以有效的進(jìn)行使用，買回來，用不著，最后只會(huì)淪為展示道具。
紅外成像 在環(huán)保應(yīng)用方面，搭載紅外成像儀的無人機(jī)，可以使無人機(jī)在夜間條件下進(jìn)行監(jiān)測，熱像儀的熱分布可視化、測溫等特性能夠較有效地發(fā)現(xiàn)夜間生產(chǎn)的企業(yè)，可作為遏制夜間偷排的一種手段。 某企業(yè)日間(可見光)和夜間(熱成像)風(fēng)機(jī)影像 但是熱像儀同樣受到環(huán)境條件的影響過大，并且，不同種類的企業(yè)的熱分布形式不一、排放溫度與排放量沒有必然的關(guān)聯(lián)，相關(guān)模型復(fù)雜需要長久的比對和監(jiān)測才能得出檢測結(jié)論，難以滿足環(huán)監(jiān)的迫切需求。
3氣體傳感器 “無人機(jī)+氣體傳感器”即通過無人機(jī)搭載多種因子(如VOCs、SO2、PM2.5)的高精度氣體監(jiān)測 傳感器或者氣體采集裝置，在測區(qū)進(jìn)行大范圍的巡查，以尋找污染特征因子的監(jiān)測方式。 隨著技術(shù)的進(jìn)步，便攜式傳感器精度已經(jīng)達(dá)到可以接受的程度，尤其基于光離子化檢測器(PID)方法的傳感器，其檢出限、精度甚至可以達(dá)到ppb級別，已經(jīng)足夠滿足測量大氣污染物濃度的要求。
在理論支撐方面，長江學(xué)者彭仲仁教授帶領(lǐng)的上海交通大學(xué)智能交通與無人機(jī)應(yīng)用研究中心早在2011年已經(jīng)對無人機(jī)在空氣監(jiān)測方面的應(yīng)用進(jìn)行了研究，其《基于無人機(jī)(UAV)技術(shù)的城市空氣質(zhì)量4-D監(jiān)測研究》、《基于無人機(jī)觀測的PM2.5垂直分布規(guī)律研究》等多篇論文已經(jīng)被多次引用。
