无人机在环保领域的应用

陈维国

摘 要：本文以“环保”为主题，探讨无人机在环保领域的应用问题。首先，结合我国的生态环境问题对其进行了简要概述；主要介绍了节能环保型无人机在环保方面的重要性与价值；重点分析了节能环保型无人机的分类、传感器网络，以及二者的匹配原则，最后对其应用进行了说明，并根据目前的发展进程，对其在未来的作用进行了展望。希望通过本文初步论述为该方面的理论研究工作、实践应用工作提供一些有价值的信息，以供参考。

关键词：无人机；环保领域；应用

以我国为例，环境污染严重、生态破坏千年不遇，而且城市中的PM2.5蔓延速度极快，迅速传到了全国各地，可见，城市污染较为严重。另外，我国农村地区做饭、土炕加热大都以柴草为燃料，再加上一些微型企业（造纸业最多）的不科学发展，给农村广大地区造成了一定的水污染和土壤污染。一旦企业卷钱走人，农民将承受着工业发展带来的各种负面影响，非常被动，所以应加强高新技术对环保领域的探索。

1 无人机工作原理

从无人机工作原理方面看，传感器敏感元件工作原理主要包括物理类、化学类、生物类、智能类四大方面，这种划分方式，主要集中于利用热、力、光、电、磁、声等物理效应，化学反应，酶、抗体、激素等分子识别功能，微处理器等人工智能元器件对相关生态环境信息进行一些收集、传输、反馈、甄别。传感器一般可以根据视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉等人类知觉范畴进行划分，但主要是模仿性质的表达，利用这些模仿人类器官的功能感应器对各种信号进行接收、传输与分类，为环保部门提供参数依据。

2 无人机在环保领域的应用

2.1 在建设项目环境保护管理中的应用

首先，环境保护方面的问题牵涉较多，地多面广、污染破坏种类复杂，而且具有动态性，比如水域的环境问题、植被的环境问题、空气的环境问题、垃圾污染与能源、资源污染与过分破坏的问题等。

其次，环境保护单位需要发送区域地形图以及相关文件，对于偏远区域，资料涉及较小、调查难度较大的问题，可以采用无人机遥感技术进行图像搜索、地形勘察、数据采集，并将其传输到环保部门，通过分析、整理，制定出具体的工作材料。

最后，需要先对无人机的工作原理进行明确化认知，再制定相应的飞行任务。对环境问题进行分类，需要从项目危害性、节能、物种延续方面对环境问题加以划分。具体来说，可以将其分为对有机生物的危害、对无机环境的危害；也可以将其划分为对资源能源污染和生态破坏两方面；还可以将其划分为对物理性、化学性、生物性质的环境问题。根据污染结果可以分为轻型环境问题、重型环境问题和特重大环境问题等，属于环保等级划分。当划分完成后，可以对所需要的无人机承担任务进行分类，并进行相应的传感器、无人机匹配设置，建立不同任务的工作模型等。

2.2 在环境监测与应急方面的应用

环保领域出现的问题越来越多，因此，需要加强环境应急监测工作。所谓环境应急监测，就是指对应急状态下的环境污染物及相关污染情况进行一系列的监测，如污染物种类、污染物数量、浓度范围等。环境应急监测的目的在于发现、查明这些因素，其中还包括对重大污染、突发性污染、自然灾害等的监测。从整个环境应急体系来看，环境应急监测非常关键，它的重要性与价值体现在对污染物现场快速的定性监测、相关环境的快速定量监测，以及对污染物进行跟踪监测，并提供一些具体的预防措施等，预防重大后果的人为夸大，给社会带来负面影响。

无人机可以针对上述环境问题制订相应的飞行计划，并完成数据采集工作。无人机系统的设置需要先根据实验需求，进行系统模型的构建。通常来看，可能通过以下几大单元来分别处理，分别是任务分析—传感器选型—数据链路系统确定—载荷重量范围确定—无人机选型—无人机平台系统构建—系统线路规划—衔接零部件个性化定制—系统集成—交付使用；在构建的模型结构中，先是任务分析，然后将其分为两路，一个是传感器选型，另一个是数据链路系统确定，再将这两者与载荷重量范围相连接，依次连接无人机选型、无人机平台系统构建（需要连接系统线路规划、衔接零部件个性化定制、数据链路系统、传感器选型），然后直接构成集成系统，最后才能交付使用，其间的关系也非常复杂，并不是单一的线路连接，而是注重综合性、衔接性与互动性。

2.3 在生态保护中的应用

自然保护区、饮用水源保护区，是生态环境工作领域中的重点之一，治不如防，防要做到防患未然。从上面所说的生态环境问题的应急性可以看出，要做到防患未然必须增加动态化的监测，需要对这些区域内的水源、植物生态环境、生物繁衍状态等进行综合监测与考察，实时做出变化曲线图谱，通过无人机遥感系统及时发现违法乱占与污染问题，及时解决，减少环境恶化的可能性。

2.4 在环境监察方面的应用

我国的工业发展速度快、污染物排放种类繁多、污染物排放量大、排污企业多，造成诸多环境监察不到位的情况。相对于强度较大的工作任务、复杂的环境污染问题，可以利用无人机遥感系统弥补这方面的不足与缺失，尽可能增加多样的监测方法，强化对环境监察的力度，无人机遥感系统对污染源分布、排污状况、项目建设情况均能够做出细致的数据分析，从而为后续的环境监察提供一些重要依据与技术服务，这种快速的监察方式也有利于污染事件后的及时取证等。

3 结束语

总之，环境污染是世界性的难题。所以，在新时代就要坚持可持续发展的新型理念，一切以子孙后代的生存、人类的延续为出发点，注重从人类文明与生存繁衍的角度增加对环境的保护，并大力推广环保领域中的各种新型技术的应用。以上所讨论无人机的应用就属此列，这种操作简单、能够进行实时动态监控的技术，应该加强研究与应用推广，尽可能通过较低的成本、高效的工作效率、有利的信息反馈来实现新时期的环境保护工作。

参考文献

[1]李季，孙秀霞.基于改进A-Star算法的无人机航迹规划算法研究[J].兵工学报，2014（7）：788-792.

（作者单位：葫芦岛市环境保护科学研究所）