從“藍天行動”看無人機在大氣環境監測中的應用

單旭然

南京市第九中學 江蘇 南京 210029

正文：

1 導言

“藍天行動”最初是香港政府舉行的一個環保活動，由香港環境保護署負責實施，目的是減少香港的空氣污染，活動口號為“全城投入，為藍天打氣”。2013年中國發布了《大氣污染防治行動計劃》，到2017年“大氣十條”確定的目標如期實現，全國空氣質量總體得到改善，大氣污染防治新機制基本形成。

江蘇省相繼也出臺了《打贏藍天保衛戰三年行動計劃實施方案》，明確要求通過調整能源結構，構建清潔低碳高效能源體系，減少大氣污染排放總量。從而提升空氣質量，改善人們的生存環境。本文結合藍天行動的開展，論述無人機在大氣環境監測中的主要應用，必須要協調好無人機與大氣環境監測之間的關系，使得無人機技術能夠在大氣環境監測中起到應有的作用。

2 文章研究的主要內容

2.1 無人機航拍監測

通過無人機進行航拍可以將所拍區域內所有的污染情況通過拍攝非常清晰的表現出來，將所拍攝區域內主要的地形特點以及工業企業的分布狀況非常清楚的顯現出來，利用無人機航拍技術主要針對廠區內的分布情況，污染物的主要來源以及周邊地形特征進行分析，從而制定有效的污染防治措施。

2.2 針對大氣污染情況制定應急措施

大氣污染事故一般是突發性的事故，一旦事故發生，將會對廠區附近的居民健康、周邊環境以及社會的安定性造成很嚴重的后果。因此需要建立科學有效的環境應急機制。主要針對污染事故分為三個階段的預防措施，分別是事前預防、事中監測、事后防御以及環境恢復三部分。通過建立科學有效的環境監測機制，不僅可以使空氣污染事故得到行之有效的解決辦法，而且能夠為有關部門提供快速識別污染和解決污染問題的辦法，包括空氣污染的主要濃度、污染物的主要類型等信息。盡快的解決污染問題，為事故的處理留出更多的時間，從而降低事故造成的損失。利用無人機進行大氣污染監測有很多的優點，具有監測結果準確度高、監測速度快、監測范圍比較廣泛以及對周邊環境影響較小等優點，相比傳統的環境監測設備，其優勢更加明顯，彌補了之前監測設備的不足和缺陷，為相關部門進行空氣質量評定提供更加準確的信息。我國利用無人機進行大氣環境監測才處于初步研究的階段，研究進程也只是停留于環境遙感監測以及大氣污染相關指標的監測，以某市環境監察局為例，其使用的是4中不同型號的微型無人機進行監測，無人機內部搭載了多種大氣環境污染物的檢測儀器以及溫度傳感儀器設備，同時經過了多次高空飛行監測任務試驗，對大氣上空的主要空氣污染物進行了監測，其監測數據準確度非常高，無人機設備、搭載傳感器運行以及地面指揮平臺都運行正常，不僅可以提供科學有效的監測數據，還為后期無人機監測的研究打下了基礎，使我國對于無人機環境監測的研究更近了一步。

3 建立污染事故應急監測體系

利用無人機傳感技術，可以在事故發生的第一時間，利用無人機的無障礙通行裝備，最快的到達事故現場，并針對事故現場的主要情況進行監測，將現場的地形數據和監測信息統一收集和傳遞，并針對現場污染物的類型和空氣污染濃度的劃分進行數據的匯總，并和以往例行監測數據的結果進行對比，便于更好的對現場污染情況的等級進行劃分，更加迅速的針對大氣污染進行防治，同時對污染情況造成的不良后果進行統計，分析污染發生的主要原因。在這個過程中，利用無人機進行污染監測的主要優勢是監測過程不受現場有毒物質的影響和侵害，同時不受地域和地形的限制，在事故發生的第一時間能夠迅速到達事故現場，同時獲取更加準確的信息和一手數據，便于地面指揮中心做出防治大氣污染的處理措施，使污染物的影響降至最低。

4 從“藍天行動”看無人機在大氣環境監測中的應用

4.1 空氣質量監測

隨著工業化的不斷發展，雖然帶來一定的經濟效益，但也同時帶來了不小的環境問題。工業生產過程中污染物的排放成為主要的環境污染問題。除了工業生產帶來的環境污染，在日常的生活當中，越來越多的私家車尾氣排放，也成為環境污染的主要元兇之一。無人機遙感技術的使用非常迅速和廣泛，通過設備的監測獲得遙感信息圖像，根據圖像中的標識來判斷空氣中污染物的主要含量和成分。利用無人機在大氣環境中進行樣本的采集，再通過地面指揮系統的分析，實現對空氣質量的評定。

4.2 可見光相機

目前在環保方面應用最廣的，就是傳統的無人機+可見光云臺。某些企業甚至簡單地購買幾臺“精靈”（無人機），對人員稍加培訓，就形成“環保無人機監測隊伍”。

4.3 氣體傳感器的應用

氣體傳感器主要是搭載無人機進行使用，氣體傳感器可以識別二氧化碳、二氧化硫等有害氣體，同時實現對這些有害氣體的監測和收集。在監測的區域內進行大范圍的巡查，以尋找污染特征因子的監測方式。

4.4 構建日常監測系統

在無人機應用的基礎上，構建遙感監測平臺主要分為以下幾個部分：第一部分是無人機飛行平臺的搭建；第二部分是飛行指揮系統；第三部分是影像數據收集設備；第四部分是通信連接設備；第五部分是遙控監測設備；第六部分是地面指揮信息接收平臺以及污染防治系統的構建。

利用無人機遙感技術執行對某市空氣污染突發事件的航拍任務，通過檢測系統的運行，獲取污染現場的影像資料和數據，并提供大比例的地形地勢圖，及時有效的對現場污染物的類型和污染情況進行分析，為有關部門提供更加科學詳盡的資料，便于后期對污染事故防治體系的建立提供依據。

結束語

綜上所述，時代在不斷發展，科技的不斷進步為我們的生活帶來很大的便利，文章主要論述了無人機在大氣環境監測中的主要應用，無人機在進行環境監測的過程中，并不能顯示污染物的來源，因此對污染物進行模型的建立比較困難。從目前發展的狀況來看，一些研究人員已經在不斷的進行技術的研究，隨著科技的不斷進步，對大氣環境的監測必然會更上一個臺階。