无人机在大气监测中的应用和意义.ppt

一、背景 早在上世纪80年代，无人机就已经在环境保护、工业安全、森林防火中一展身手，其灵活性、易抵达性、安全性和快速性始终为在这些特殊领域的应用提供了坚实的基础。 　　随着我国近些年来大气污染状况越来越严重，特别是细颗粒物(PM2.5)在污染物中所占的比例越来越高，污染检测和防控的任务越来越重。为此，大多数城市都布设或完善了既有的细颗粒物检测设备，形成了国控点结合省控点分布密集的地面PM2.5检测网。 　　然而我们也能清楚的看到，依据地面检测数据所作出的数据预测与实际环境污染状况的发展一般还存在较大差距;此外，依据地面监测数据所实施的治理手段，如地面洒水、建筑工地遮盖、交通限行、工业限产等方案，效果也不尽如人意。 近年来，各种天气、雾霾PM2.5等污染方式已经如此直观的出现在大家面前，对人们的出行、身体健康造成极大困扰。主要是随着社会经济的发展，工业自动化程度的提高，各种机械设备的运转，公路上机动车日益递增，每时每刻都在燃烧汽油或者煤炭，向大气排放大量的氮氧化物、硫化物、煤尘烟。此类污染诸如机动车尾气、火电厂燃煤废气、石油化工废气等等。环境治理已刻不容缓。 　　针对大气污染治理，环境保护部副部长翟青日前在国务院新闻办举行的新闻发布会上指出，中国正在从国家宏观战略层面对大气污染防治进行科学的顶层设计，提出“一揽子”环境政策和经济政策，分区施策、分阶段推动。为实现这一目标，从去年10月开始，环境保护部每个月都组织一次重点区域的执法监察活动，其间还动用了无人机，大尺度、大范围地进行巡查。 无人机参与大气环境巡查 无人机是一种以无线电遥控或由自身程序控制为主的不载人飞机。按照系统组成和飞行特点，无人机可分为固定翼型无人机、无人驾驶直升机两大类。固定翼型无人机通过动力系统和机翼的滑行实现起降和飞行，遥控飞行和程控飞行均容易实现，抗风能力也比较强，类型较多，能同时搭载多种遥感传感器。固定翼型无人机的起降需要比较空旷的场地，多应用于矿山资源监测、林业和草场监测、海洋环境监测、污染源及扩散态势监测、土地利用监测以及水利、电力等领域。  无人机用于环境监测主要是以遥感(UAVRS)技术作为航空遥感手段，具有续航时间长、影像实时传输、高危地区探测、成本低、高分辨率、机动灵活等优点，是卫星遥感与有人机航空遥感的有力补充，在国外已得到广泛应用。 其利用高分辨CCD相机系统获取遥感影像，利用空中和地面控制系统实现影像的自动拍摄和获取，同时实现航迹的规划和监控、信息数据的压缩和自动传输、影像预处理等功能，可为各级环境监测部门及环境信息化建设提供一体化的解决方案，并可满足环境应急响应的需求。去年我国首架自主研发的环境应急监测无人机的亮相，使环保系统航空无人机遥感能力建设迈上了新台阶。　　目前我国已启用无人机对一些重污染区域进行高空排查，针对污染企业过于分散、发现不全等问题，以进一步扩大巡查范围。据介绍，自去年底启用无人机以来，已帮助督促解决200多起环境违法案件。 无人机遥侧技术的优势 相对于传统监测方法而言，无人机载传感器应用于大气环境监测有如下优点: a ）预警响应能力快。可以快速到达工业生产监测区域．保证在污染气体扩散事故发生时进行实时监侧。可迅速地开始遥侧任务，在短时间内快速而且准确地获取遥感数据， b ）安全作业保障能力强,无人机遥侧系统可以降低地面检测人员的风险； C ） 监测时间长、区城广。无人机最多能加载5kg油，能够在空中持续飞行 16h 以 上。一次飞行任务可以到达100 多个监测点。 d ）机动性强:在无人机上搭载清晰的摄像装备，利用实时传回的视频信号．清晰地辨识现场情况，能对应急救援指挥工作提供实时的帮助． 无人机应用实例 美国 　　美国全国境内都已经普遍开展使用无人机进行环境监测的工作。当美国宇航局使用无人机对飓风和热带风暴系统进行监测研究时，其他联邦政府部门和私人机构也在大量使用小型无人机进行各项工作，比如从监测科罗拉多的鸟类数量到监测夏威夷火山的活动。 日本 　　日本减灾组织使用无人机携带高精度数码摄像机和雷达扫描仪对正在喷发的火山进行调查，无人机能抵达人们难以进入的地区，快速获取现场实况，并对灾情进行评估。此外，日本还使用无人机对活火山进行地图绘制，采用GPS测量的方式建立一个类似地图一样的数据库，通过GPS定位，采用无人机将测量设备送至火山口附近，将连续收集的样本带回后绘制完整的火山地图。收集火山样本的器材采用太阳能维持运作并将数据传回。 英国 　　一款新型无人探测机在英国布里斯托尔面世，它可以在辐射环境中作业，对辐射状况进行监测。这款无人探测机由一个高级机载辐射监测系统的研发团队开发制造，成本低，