无人机在大气环境监测中的应用分析

田 芳

（镇江市环境监测中心站 江苏镇江 212000）

引言

目前，我国的环境问题日益严峻，大气环境质量逐渐下降。此时，对相关的工作人员产生了巨大的压力，必须要尽快的研究出监测大气环境质量的方式，达到早监测早预防的目的。无人机的产生正好能够满足大气环境监测的需求，实现了“大区域”、“精准”、“高效快速”的监测目标，真正的实现了精准监控，进而满足了大气污染防治的需求。值得注意的一点就是环保无人机的使用，因此，必须要协调好无人机与大气环境监测之间的关系，使得无人机技术能够在大气环境监测中起到应有的作用。

1 无人机在大气环境监测中的应用

1.1 可见光相机

目前，我国企业对无人机的使用通常都是采用“无人机+可见光云台”的形式，这种方式的应用程度最广，并且取得的效果也是最好的。某些监测企业还会单独购买几台无人机，然后由专业人员对本企业的员工进行培训，进而形成了简单的“环保无人机监测队伍”。

众所周知，现今的相机能够进行变焦，这种相机的使用，已经使环境监测拥有了新的发展方向，但是可见光相机在对大气监测时，只能够对其进行拍照或者录制视频，这种相机不能够提供精准的数据作为支撑，并且在使用的过程中经常会受到各种天气环境的影响，使得可见光相机只能够对浓度较大的可见性污染源进行监控，缺乏全面性。

常规的可见光载荷只能够对环保工作有简单的作用，并且环境监测人员对其的使用程度较低，不能够有效的使用，出现买回来用不到的情况，直至最后变为一件道具。

1.2 红外成像

红外成像仪的出现满足了社会中安检工作的需求，并且在电力巡检方面的应用程度较深。将红外成像仪应用在环保方面时，是将仪器安装在无人机上，能够满足夜间拍摄的需求，促使环境监测不会受日夜的影响。同时，无人的热成像仪拥有热分布可视化的功能，以及测温等特性功能，使得在夜间进行监测时，能够明显的发现排污企业的所在地，直接发现污染的源头，正是这种功能，实现了夜间偷拍，使得相关的排污企业在没有发现的情况下就被追查到。

红外成像中的热像仪受到的环境因素影响巨大，并且相关企业在构建模型时，存在较多的问题，因为不同种类的企业的热分布形式不同，排放温度与排放量没有较大的联系，进而导致模型的构建比较困难，使得环境监测的需求不能够被满足。

1.3 气体传感器

“无人机+气体传感器”能够通过搭载多多种因子的高精度气体监测传感器，进而达到在测区内大范围巡查的目的，这种监测方式较为常用，并且监测出的数据比较准确。

本文以大疆M100搭载传感器为案例，在其中直接规划出飞行的轨迹，使得无人机能够在较短的时间内，覆盖了20多家工厂，进而得出该地区气体浓度的分布情况。通过这种方式，能够极大程度的提升监测的效率，是传统环境监测人员在地面进行巡查的百倍，并且同时解决了许多艰难的问题。

随着我国相关技术的进步，便携式传感器的精度也在逐渐增强，其监测精度甚至可以达到ppb级别，极大程度的满足了测量大气污染物浓度的要求。

2 数据可视化

目前，在环境监测的方面，最为重要的就是执法的时效性，因为违规企业进行偷排污染物只是在极短的时间段内，这种情况使得环境监测的取证非常困难。

在正常的大气污染调查的工作中，通过无人机传感器就会获得大量的数据，使用传统的excel表格进行数据的处理比较困难，并且许多数据甚至需要数日才能够得出准确的结论，导致下一步的监测管理工作和治理工作出现问题。

而可视化处理方式的出现，直接解决了这些问题，能够明显的揭示出气体污染物的迁移转化规律，为科研人员和监测机构提供有效的数据支持，进而更加高效的进行监测管理，为后续的治理措施提供有效的支持，极大程度的节约了人力成本。

结语

总而言之，通过使用无人机+传感器的监测模式，逐渐的发现了一些问题。由于国家没有确认无人机采集数据的真实性，使得无人机取得的数据只能作为简单的参考，不能够直接用于执法。除此之外，无人机在大气中监测的环境质量，不能够直接表明是由哪个工厂排放出的，使得污染物扩散模型并不能够建立。尽管目前仍存在一些问题，但是相关人员仍在继续努力研究，未来的社会，无人机的发展必将会使广阔的。