无人机在大气监测中的应用和意义

无人机在大气监测中的应用和意义深圳市圣凯安科技有限公司（智能传感事业部）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．无人滑机应熔用实扬例美国美国占全国拼境内臭都已节经普餐遍开封展使夜用无脏人机旨进行半环境龟监测惊的工伪作。红当美粮国宇画航局锐使用仿无人辩机对菌飓风弹和热背带风评暴系师统进修行监返测研维究时谣，其毫他联负邦政排府部约门和蓄私人蔬机构已也在遍大量毛使用丹小型拖无人碌机进诱行各僚项工前作，差比如添从监孤测科毒罗拉销多的饺鸟类摩数量拒到监惠测夏涝威夷肿火山宗的活铃动。日本日本喊减灾怪组织袍使用您无人恼机携唉带高构精度输数码兰摄像狭机和槽雷达亡扫描束仪对聪正在率喷发纵的火显山进雕行调猛查，贵无人葡机能滤抵达拜人们获难以自进入寺的地退区，惰快速鸟获取酿现场朵实况铜，并躬对灾印情进厨行评我估。移此外凯，日稻本还冻使用爸无人斩机对巨活火炸山进埋行地鬼图绘妄制，彩采用币GP火S测条量的陈方式皇建立赴一个乖类似塑地图蜘一样四的数柔据库详，通认过G促PS援定位问，采画用无连人机鱼将测此量设仿备送骨至火较山口尼附近刃，将枯连续印收集驻的样输本带稻回后个绘制宾完整漆的火艇山地遇图。凶收集益火山碎样本批的器羊材采脚用太愈阳能若维持脂运作铸并将室数据坊传回键。英国一款洗新型口无人筹探测铁机在叶英国耐布里忽斯托骆尔面必世，甘它可补以在师辐射中环境盛中作青业，广对辐笋射状凶况进孤行监矛测。俊这款剥无人嫁探测说机由倡一个皂高级普机载赛辐射来监测陈系统阻的研挖发团却队开磁发制加造，近成本旦低，豆可以子达到仰半自贪动化最。更殊重要粉的是素，无互人机母的控楚制人仿员可魔以远记离辐宾射源惰，免铜受辐缩慧射的献危害冬。目或前研繁究人答员已皱经和荐日本抱京都赌大学绿的科隙学家蔑们展皮开合逗作，匀希望遮用这爸款新巨型无身人机减协助啦福岛归核电位站的燃清理栗工作因。数据工传输嫁与显尖示通过照无人违机搭讲载的虏智能减气体遵传感暖器对沉现场磁数据上进行腰采集皂，将咽采集升来的益模拟坐信号溉转换牵成数末字信陶号通引过网陈络的盾方式额传输料到地优面控昏制平温台主鸡机，伙地面吩控制攻平台骆主机恩把接余收到誉的数井字信帝号传调送至塞主控理仪．叛将获刮取的补数据辩显示狂在主知控仪术的屏餐幕上亲，再锻使用稀通讯营技术搭将数听据传捐输到眯地面坑监控睁中心逝。这莫样．什就能糕实现蛋对进逮行实难时监辆测的跪任务集成匙图CO、O3、SO辞2、NO津2、PM蛾2.太5、VO醉C.冬..裳..旗.智能间型CO传感结器智能袜型O3传感必器智能某型SO造2传感要器智能巡寿型NO桨2传感放器PM茶2.辞5传感劲器5V供电辆，TT斯L总线较输出总结：无辅人机津载智诊能传筛感器拼在监忌测大欠气环神境作肉业中前效率请高、南机动比灵活蚀、使径用方迁便、训续航热时间桥长、澡受环描境影必响小怨和精英度高本等优赛点，衫可以躬承担嚼高风炉险的减飞行误任务鉴．为泉大气屠环境醉监测柏提供荒了一球种新爪的选险择，艘无人乒机遥猎测预味警监针测技和术是膛传统衰监测淡手段拘的有厕利补耐充且挨有明雾显的轿优势支，其膝高机混动性律和实矮时性妹是传退统方深法无敞法比幼拟的框，这洁种无逮人机限技术桶可用流于煎大气室环境线调查笼、监横测，葵预警赞，救筝援的捐全过荒程。螺在工吧业安田全保狐护领史城中补．无胶人机伪遥测僚技术适能够野为其冲提供延更完亚善的房诚技术注支撑精和更否强的剥安全慌保障抚．它坛具有匀广阔被的发拼展空蜻间和屿应用迁前景部。但是慨由于蛛无人浩机的叛载荷带有限亦．要参完成考高精辱度的伪大气纲环境来监测扰工作帝需要这高精叼度的舟传感坝器．刚而传融统传凑感器布往往聪在体考积、羽重量室等方器面的兼限制薯可供驶选择亩的不端多。湿因此世．需单要研移究开像发适依合无菜人机季搭载焦的小斑型．疼轻型狮传感臂器．隔实现侵无人侮机预执警监骂测。产品绑推荐智能窗型气湾体传晃感器智能岸型气清体传福感器枯是专缴门针局对气荡体探飘测器由生产誓企业赴推出棒的新踩型智势能传钟感器斯，主铃要为蛋解决腾气体摇探测某种类溜繁多余、各丸品种壤传感形器互金不兼毙容、腹生产双标定安复杂颂、核泛心器故件更晶换限夜制等旗问题命。采债用我江司生听产的愁智能浸型气然体传各感器杯则只店需开胶发一若款产鹿品，张即可弊快速弄响应召客户弹对不栏同气虹体种廉类探树测的散需求酿，且摇生产双过程开简化船，无税需重俩新标叙定，类大幅瓜度降惰低企严业的劣研发晚成本铁、生绞产成邮本，挎产品愤品质宾也立稀即提惭升到坐国际乒一流婶水准含。该传闯感器驾操作垄方便宝、测集量准医确、职工作勉可靠劲，适遍用于脱工业膛现场延或实酷验室及测量感不同命的要爪求。阀传感刘器具泊有电刚压和焰串口盐同时旱输出岛特点蛙，方继便客盾户调榆试及喜使用填。特点乒CH向AR丧AC咬TE恋RI搁ST畜IC1、本倾安电顶路设壤计,挥可带琴电热献拔插肢操作2、专价业精饮选原体装进胜口,编兼容邮红外兆、电腔化学鸽、催栋化、蛮半导竞体等箩多种梳传感集器3、自无带温赚度补恋偿，编出厂合精准斯标定子，使冷用时效无需赠再标档定4、模脚拟电干压/残电流斑和串显口同樱时输担出特恐点,耻方便软客户界调试沸及使逃用5、最姨简化饶的外字围电娇路,费生产陆简单测、操芒作方攀便6、全艳国体岂积最桌小的抵一款绣模组7、可爷以与女电脑鬼连接占通讯建,自卖行标严定校俗准8、更裤换时识无需板校准9、自个带零照点微均调功假能10、检晌测种撑类齐飘全,浓功耗撞低,探可锂委电池鞭供电应用变市场株MA听RK膛ET工业夫现场：石油建石化圾、化独工厂分、冶倍炼厂怒、钢宁铁厂执、煤不炭厂芝、热嗽电厂北、医姨药科按研、菊制药锄生产裙车间环境痰监测：污水卧治理诸、工闪业气匆体过桂程控念制、爪锅炉隐房、