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世界地球日：淺析無人機在環(huán)境治理中的應用發(fā)展階段

2022-07-08

為提高民眾對于現(xiàn)有環(huán)境問題的認識，從1970年開始，國際上將每年的4月22日定義為“世界地球日”。近年來，隨著我國生態(tài)環(huán)境保護工作的重視，環(huán)境治理相關部門和行業(yè)企業(yè)不斷引入先進智能設備和科學技術，推動環(huán)境治理手段的升級。

微信截圖_20210428163641.jpg 正在作業(yè)的固定翼無人機

無人機作為先進智能裝備，具有速度快、機動靈活、不受地理環(huán)境限制等優(yōu)勢，能夠極大提高巡查效率，高效采集環(huán)境污染治理相關數(shù)據(jù)，近年來被廣泛應用到環(huán)保治理領域中；尤其是伴隨著5G通信、人工智能、集成芯片、電池等技術的不斷革新，更加加深了無人機在環(huán)保治理中的應用深度。

縱觀無人機在環(huán)保治理中的應用發(fā)展，主要分為以下幾個階段：

基于無人機基礎性能的簡單作業(yè)

最初，無人機剛應用到環(huán)保治理中時，通常只是做簡單的巡查取證任務。以大氣污染源巡查為例，無人機搭載可見光設備，可在指定區(qū)域上空進行大面積快速巡查，迅速發(fā)現(xiàn)并定位污染源，隨后抵近源點偵察，對污染源進行取證，并將證據(jù)信息發(fā)送給地面人員，引導其開展相關執(zhí)法工作。

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無人機巡查發(fā)現(xiàn)的秸稈焚燒污染源

在面對大范圍的巡查時，可以使用固定翼無人機和多旋翼無人機搭配作業(yè)，先用固定翼無人機進行大范圍快速巡查，探測到污染源后，再派出多旋翼無人機進行近距離查探和取證，確保作業(yè)高效化。2018年，攜恩科技配合成都市農委（現(xiàn)成都市農業(yè)農村局）進行的秸稈禁燒專項巡查中就采用了此方式作業(yè)。

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固定翼無人機和多旋翼無人機搭配作業(yè)

相較于傳統(tǒng)的人工巡查，無人機為環(huán)保巡查提供了更為廣闊的巡查視角，有效彌補了人工巡查的盲區(qū)，建立了地空一體的立體巡查體系，真正做到了全覆蓋、無死角、全天候巡查，極大地降低了人力成本，提高了巡查效率，確保了取證效果。無人機巡查的高效便捷，使得它在越來越多不同類型巡查任務中得到了積極應用。

而無人機的測繪手段也可以用于環(huán)保治理。比如針對河道排污口的監(jiān)管，在實際應用中可以利用無人機在排污口周圍進行正射飛行，然后繪制出問題點位的正射影像圖，通過正射圖觀察排污口準確點位、河道流向、河域植被情況及周圍設施等，從而對問題點位進行可視化、結構化的監(jiān)管和展示。

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攜恩科技應某部門要求繪制的河道正射圖

載荷升級，無人機環(huán)保應用多樣化

隨著更多的先進技術被應用到了無人機載荷的研發(fā)當中，無人機載荷不斷升級，使無人機功能越來越豐富，拓展了無人機在環(huán)保治理中的應用范圍。

紅外技術被應用到無人機載荷中后，大大加強了無人機夜間巡查的能力。針對工廠夜間偷排等情況，可以通過無人機搭載紅外設備進行夜間巡查，發(fā)現(xiàn)疑似夜間偷排的大氣污染源和水污染源。

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2019年，攜恩科技協(xié)助某部門進行某工業(yè)園區(qū)夜間紅外巡查

針對污染檢測，近年來也有很多移動檢測設備問世，和無人機搭配作業(yè)，豐富了其應用范圍。例如，無人機可搭載移動氣體檢測設備，對PM2.5、PM10、SO?、CO、NO?、O?、VOCs等典型大氣污染物質進行實時檢測，根據(jù)數(shù)據(jù)結果鎖定污染源位置，并現(xiàn)場出具數(shù)據(jù)報告，為相關執(zhí)法部門提供信息數(shù)據(jù)。

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移動氣體檢測設備對某地的大氣污染物進行實時監(jiān)測

當然，當前我國對移動檢測設備的檢測結果還未有明確的規(guī)范，大多數(shù)的檢測結果尚不能作為直接執(zhí)法依據(jù)，但可以為執(zhí)法部門提供信息數(shù)據(jù)支撐。

除此之外，無人機還可搭載取水檢測裝置進行問題水質的樣本采集工作，實現(xiàn)樣本遠程采集和輸送。

不僅如此，無人機可同時搭載多種載荷進行聯(lián)合作業(yè)，如同時搭載移動氣體檢測設備和紅外設備進行夜間巡查和探測，可實時判定污染源，確保巡查的準確性和有效性。

基于無人機數(shù)字孿生的污染信息化監(jiān)管與治理

近年來，隨著新一代信息技術的升級，以及人工智能、5G通信、云計算、大數(shù)據(jù)等先進技術的不斷涌現(xiàn)，它們與無人機應用的跨界深度融合，讓無人機在社會治理和人民生產生活等各方面得到更加廣泛和深入的應用，同時也把無人機在環(huán)保領域中的應用推入到了信息化階段，一批污染治理信息化平臺應運而生。

2019年12月，攜恩科技配合成都市河湖保護和智慧水務中心，對沱江流域西江河全域進行河道污染問題巡查，在此次任務中，就使用到了攜恩自主研發(fā)的時空大數(shù)據(jù)智能飛行服務平臺。通過平臺的應用，不僅可以將無人機采集的污染源數(shù)據(jù)實時回傳至指揮大廳，供相關工作人員及時發(fā)現(xiàn)問題、處理問題，還可以通過實景三維地圖、全景圖、問題點位影像檔案、巡查報告等形式，對環(huán)境污染問題進行回溯、分析、統(tǒng)計和研判，并對問題整改進行統(tǒng)一管理和監(jiān)督跟進，覆蓋環(huán)境污染從發(fā)現(xiàn)、執(zhí)行、整改到事后監(jiān)督的全流程。

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污染信息化監(jiān)管與治理平臺

而針對大氣污染，也有相關的監(jiān)測和溯源平臺。例如攜恩科技與國內領先環(huán)保行業(yè)機構合作，研發(fā)出的重點區(qū)域大氣污染數(shù)據(jù)實時監(jiān)測與溯源系統(tǒng)，則是無人機數(shù)字孿生與人工智能、物聯(lián)網、5G等技術深度融合的產物。該平臺可對大氣污染數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)測和動態(tài)分析，及時有效地對大氣污染進行遠程監(jiān)控、預警和溯源，實現(xiàn)對大氣污染的精細化管控。

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重點區(qū)域大氣污染數(shù)據(jù)實時監(jiān)測與溯源系統(tǒng)

環(huán)保領域只是一個縮影，縱觀上述過程，無人機在各行各業(yè)的的深度應用，不僅依賴于自身研發(fā)制造技術和相關交叉學科的科技發(fā)展，也依賴于作業(yè)團隊對行業(yè)應用和業(yè)務邏輯的深刻理解。相信隨著科技的發(fā)展和軟硬件革新，以及無人機專業(yè)運營團隊在應用領域的不斷研究和實戰(zhàn)，無人機在環(huán)保治理領域中還能發(fā)揮更大的價值和作用。

以上是筆者基于自身工作經驗闡述的觀點，若有不足之處歡迎指正。