试论无人机在生态环境管理中的运用

2021-05-08何健行

皮革制作与环保科技 2021年4期

何健行

（广东省肇庆市高要区环境保护监测站，广东肇庆 526100）

1 无人机的相关技术以及运用优势分析

1.1 无人机的相关技术

无人机的运行主要是信息技术与科学技术的支持，工作人员可以远程操控无人机的各种活动，因此无人机是一种无人驾驶模式。无人机通常都由以下几个部分构成：无人驾驶飞行器、系统控制部门、遥测遥控、摄像头以及各种通讯控制系统和GPS定位系统，通过这些系统可以根据具体的工作情况对无人机进行操控。工作人员只需将无人机放飞到指定的部位，就可以利用无人机上的数据采集以及处理系统对当前环境当中的数据进行搜集。在无人机技术中，最重要的就是遥感传感技术，因为该技术将决定工作人员是否能够有效控制无人机，以及无人机数据采集的准确性和数据传输的稳定性，无人机会通过遥感传感技术采集地面或者是空中的数据信息，并对数据信息进行加工处理传输到相关的电子遥控设备中，此时工作人员就能够获取到精确的遥感影像[1]。

1.2 无人机技术的应用优势

随着现代信息技术和科学技术的进步，无人机技术越来越成熟，成本也有所降低，逐渐进入消费领域，因而能大范围地应用在生态环境管控工作中，不会增加环境管理部门的经济压力。与传统人工数据采集比，无人机的工作质量和效率更高，且不受时间和空间的限制，能够适应各种恶劣的工作环境，并进入人类不能进入的自然环境中。同时在采集数据过程中，可以最大限度地还原数据采集现场，保证影像数据的准确性，大大提高了后期环境管控的工作质量。另外，无人机技术可以对监测领域实现长时间的监测和数据采集，节省了大量的人力资源，并获得了长期且稳定的数据信息，从而推动了环境管控工作的持续进行。

2 无人机在生态环境管理中具体应用分析

2.1 无人机技术可以运用到森林治理工作中

目前森林退化现象非常严重，也是当前环境治理工作中的重点和难点，其难度主要体现在森林退化的复杂性，在治理过程中需要耗费大量的人力及资金，需要工作人员长时间监管才能实现质变，最终成功地对退化的森林进行治理[2]。如果仅靠人工进行退化森林的治理工作量非常大，工作质量和效率都比较低。因此可以在这一领域引入无人机技术，我国在这方面已经有了技术突破，研发出来的无人机主要用于森林退化地区的播种工作，先将树种放在无人机的胶囊中，通过工作人员的系统操控，将胶囊中的种子弹射入土壤实现无人机自主地播种，胶囊破裂后种子就深入到土壤当中（如图1所示）。与传统的人工播种相比，无人机一分钟的播种速度可以达到10次，大大提高了播种效率。此外，无人机还可以用于森林退化的监管工作中，有效监测森林的退化范围，对森林的成长进行实时跟踪和调查，并形成相关的数据汇总，工作人员根据这些数据信息研究森林退化治理方案，当森林发生病虫害或者其他灾害的时，也可以及时采取措施进行治理或者防控。

图1

2.2 无人机技术可以运用在大气环境管理中

大气环境变化非常复杂，不同地区所发生的大气污染也有所差异，因此大气环境管理工作难度比较大，需根据具体情况采取有针对性的治理措施。由于工作人员无法进入到大气环境中，大气污染的数据采集难度也比较大。因此可以充分利用无人机的遥感技术，对大气环境进行有效监测和数据采集[3]。通过操控无人机进入到大气环境中，收集大气中的一些成分如微量气体、水汽成分、臭氧成分等。也可利用无人机遥感技术，有针对性测试当前大气环境的密度，并根据光的直射和反射来判断当前大气当中的微量分子，最终确定大气中所含的污染物以及污染程度。在利用无人机对大气环境进行数据采集时，工作人员必须根据具体的大气情况对数据进行采集和分析，例如在对有害气体进行监测时，要以化学烟雾和二氧化硫作为数据采集的重点，这样可以保证采集数据的准确性。同时，在城市大气污染防治工作中，利用小型无人机进行高空巡查，并结合卫星遥感技术对大气污染源进行快速大范围地筛查，精准调度、不留死角，制定敏感区域污染范围的区域图，有效指导生态环境部门开展大气污染防治工作，快速评估区域内是否存在违规污染源问题，扩大监测覆盖范围，如图2所示。

图2

2.3 无人机可以运用在动物栖息地的监测工作中

无人机在实际工作中非常灵活，现代无人机的续航能力及稳定性越来越强，影像拍摄功能也越来越清晰，可以为工作人员提供更为清晰的影像，因此可以将无人机充分运用到动物栖息地的监测工作中。动物栖息地的监测工作是非常重要的，将直接影响生态环境的多样性，关系到我国动物保护工作的开展，而动物栖息地的监测工作并不是一个短期过程，需要工作人员长时间进行监测和管理。同时动物监测地的范围非常广阔，不仅包括陆地领域，还包括天空、水域以及沙漠等，凡是有动物栖息的地方都需要监测。如果仅凭人力不仅无法取得良好的监测效果，同时也会进一步加大栖息地环境管理工作的成本，因此可以借助无人机以及无人机技术当中的3D模型来进行。工作人员可以利用无人机的航拍功能以及GPS技术等对栖息地进行全面的数据扫描，根据这些数据构建出3D模型，将栖息地中的树木、河流、山峦等分布情况构建为具体模型，并根据实际数据信息的变化对模型数据进行实时调整，通过前后对比可以快速反映出栖息地的变化，采取针对性的措施对动物栖息地进行保护，维持生物多样化和可持续发展[4]。

2.4 无人机在矿产环境管理中可以运用

无人机还可以应用到矿产环境管理中，因为矿产开发所带来的生态环境破坏是非常严重的，不仅涉及地质破坏，同时对周边的自然生态环境也会造成不同程度的破坏，例如山体坍塌、水土资源流失、固体垃圾导致的土地污染和水污染等。在这方面主要利用的是无人机的智能化技术，可以利用无人机对矿产周边的环境进行实时监控，并将收集的数据形成数据库，这样可以快速地掌握矿产开采工作中环境污染的范围、类型及程度，有利于工作人员根据这些数据采取针对性的环境治理。

2.5 无人机可以运用在水环境管理工作中

水环境管理是当前环境管控工作中的重点内容，主要是水环境的监测和治理。水环境的管控工作难度大且比较复杂。水资源和地质环境联系紧密，与季节的变化息息相关，进一步加大了监测难度。在水环境监测管控工作中，工作人员可以充分发挥无人机在遥感技术方面的优势，对当地的水环境进行航拍监控，形成具体的水资源影像，作为后期水环境管理工作的数据，并根据水资源的影像和数据，对当前的水资源分布以及污染情况进行动态分析，也可以和当地的地质环境一一对应，大大提高了水环境管理计划的科学性。