基于無(wú)人機(jī)和傳感器的大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)應(yīng)用

空氣之于我們來(lái)說(shuō)是生命之根本，但是近年來(lái)，我們卻常受空氣質(zhì)量問(wèn)題的干擾。我們想要知道我們所生活的空氣質(zhì)量到底如何，檢測(cè)空氣質(zhì)量就是必不可少的。無(wú)人機(jī)在檢測(cè)空氣質(zhì)量方面也有著獨(dú)特的運(yùn)用，無(wú)人機(jī)搭載氣體檢測(cè)探頭來(lái)檢測(cè)空氣質(zhì)量，是環(huán)保檢測(cè)的新方案。

我國(guó)面臨怎樣的環(huán)境問(wèn)題

隨著我國(guó)近幾年來(lái)大氣污染狀況越來(lái)越嚴(yán)重，特別霧霾問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，甚至導(dǎo)致我們無(wú)法自由外出，深受霧霾的困擾。根據(jù)了解，霧霾在污染物中所占的比例越來(lái)越重，可見(jiàn)，為了保證人民更加舒適的生活環(huán)境，為了還人們一個(gè)自由呼吸的空氣環(huán)境，我國(guó)的大氣污染檢測(cè)與治理的任務(wù)越來(lái)越重。

為了治理相關(guān)的環(huán)境問(wèn)題，國(guó)家也做出了相應(yīng)的措施，比如國(guó)家對(duì)此也在大多數(shù)城市布設(shè)或者完善了顆粒物、氣體檢測(cè)設(shè)備，形成了國(guó)控點(diǎn)結(jié)合省空點(diǎn)分布密集的地面污染源檢測(cè)網(wǎng)。

但是，盡管國(guó)家有在作相應(yīng)的努力，情況依然不盡如人意，我們也能清除的看到，依據(jù)國(guó)控點(diǎn)地面檢測(cè)數(shù)據(jù)所作出的預(yù)測(cè)與實(shí)際環(huán)境污染狀況的發(fā)展還是存在較大差距，此外，依據(jù)地面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)所實(shí)施的治理手段，如地面灑水、建筑工地遮蓋、交通限行、工業(yè)限產(chǎn)、鍋爐改造、脫硫脫硝處理等方案，效果也不盡如人意。

運(yùn)用無(wú)人機(jī)技術(shù)進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)是必然

作為繼航空、航天遙感后的第3代遙感技術(shù)的無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)，具有立體監(jiān)測(cè)、呼應(yīng)速度快、監(jiān)測(cè)范圍廣、地勢(shì)干擾小等長(zhǎng)處，是往后進(jìn)行大氣突發(fā)事件污染源辨認(rèn)和濃度監(jiān)測(cè)的重要發(fā)展方向之一。

可是因?yàn)闊o(wú)人機(jī)的載荷有限．要完結(jié)高精度的大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)工作需要高精度的傳感器荷載．而傳統(tǒng)傳感器往往在體積、分量等方面的約束可供選擇的不多。因而，無(wú)人機(jī)職業(yè)也一直在作相應(yīng)的盡力，企圖改進(jìn)立異計(jì)劃。據(jù)了解，某無(wú)人機(jī)公司研討開(kāi)發(fā)合適無(wú)人機(jī)搭載的小型．輕型傳感器荷載來(lái)完成無(wú)人機(jī)大氣污染監(jiān)測(cè)、無(wú)人機(jī)固定污染物。

無(wú)人機(jī)在環(huán)境方面的監(jiān)測(cè)方案一直在創(chuàng)新，眾多無(wú)人機(jī)公司也一直想要為環(huán)保助力。希望無(wú)人機(jī)對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)的運(yùn)用能夠推動(dòng)我們對(duì)于環(huán)境的治理速度，盡快還我們每個(gè)人一個(gè)自由呼吸的天空。

無(wú)人機(jī)在大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用，目前主要有以下三個(gè)方向

一、無(wú)人機(jī)＋可見(jiàn)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(wú)人機(jī)＋可見(jiàn)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(cè)帶來(lái)新的思路，但是可見(jiàn)光相機(jī)對(duì)大氣污染物的觀測(cè)僅停留在拍照、視頻階段，缺乏精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)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(duì)污染濃度較大的可見(jiàn)性污染源如黑煙囪、秸稈焚燒等進(jìn)行監(jiān)控。 常規(guī)可見(jiàn)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(lái)，用不著，最后只會(huì)淪為展示道具。

二、搭載紅外成像儀的無(wú)人機(jī)

在環(huán)保應(yīng)用方面，搭載紅外成像儀的無(wú)人機(jī)，可以使無(wú)人機(jī)在夜間條件下進(jìn)行監(jiān)測(cè)，熱像儀的熱分布可視化、測(cè)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(jiàn)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(guò)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(méi)有必然的關(guān)聯(lián)，相關(guān)模型復(fù)雜需要長(zhǎng)久的比對(duì)和監(jiān)測(cè)才能得出檢測(cè)結(jié)論，難以滿足環(huán)監(jiān)的迫切需求。

三、無(wú)人機(jī)＋氣體傳感器

“無(wú)人機(jī)＋氣體傳感器”即通過(guò)無(wú)人機(jī)搭載多種因子（如VOCs、SO2、PM2．5）的高精度氣體監(jiān)測(cè)傳感器或者氣體采集裝置，在測(cè)區(qū)進(jìn)行大范圍的巡查，以尋找污染特征因子的監(jiān)測(cè)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(cè)器（PID）方法的傳感器，其檢出限、精度甚至可以達(dá)到ppb級(jí)別，已經(jīng)足夠滿足測(cè)量大氣污染物濃度的要求。

那么從日后的實(shí)際使用情況來(lái)說(shuō)，無(wú)人機(jī)應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)有哪些好處呢？

1、安全

無(wú)人機(jī)可突破時(shí)空的限制無(wú)死角監(jiān)測(cè)，以其機(jī)動(dòng)性和快速性可提高環(huán)保巡查的效率以及快速響應(yīng)應(yīng)急狀況。代替工作人員進(jìn)行高危或者不宜進(jìn)入的地區(qū)進(jìn)行作業(yè)，還能保障工作人員的人身安全。

2、高效

相比傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測(cè)通常采用點(diǎn)監(jiān)測(cè)的方式來(lái)估算整個(gè)區(qū)域的環(huán)境質(zhì)量情況，具有一定的局限性和片面性。無(wú)人機(jī)監(jiān)測(cè)具有視域廣、及時(shí)連續(xù)的特點(diǎn)，可迅速查明環(huán)境現(xiàn)狀。

3、應(yīng)用范圍廣

無(wú)人機(jī)除可進(jìn)行環(huán)境污染狀況監(jiān)測(cè)外，還可以對(duì)PM10、PM2．5、SO2、NO2、CO、O3等大氣項(xiàng)目進(jìn)行數(shù)值監(jiān)測(cè)，通過(guò)對(duì)大氣數(shù)值的分析，得出污染源。同時(shí)，無(wú)人機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在環(huán)境應(yīng)急突發(fā)事件中，可克服交通不利、情況危險(xiǎn)等不利因素，快速趕到污染事故所在空域，立體的查看事故現(xiàn)場(chǎng)、污染物排放情況和周圍環(huán)境敏感點(diǎn)分布情況。

為了實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)大氣環(huán)境質(zhì)量中的六個(gè)參數(shù)（PM2．5、PM10、SO2、NO2、CO、O3），ISweek工采網(wǎng)提供檢測(cè)此六參數(shù)的傳感器，具體如下：