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世界地球日:淺析無人機(jī)在環(huán)境治理中的應(yīng)用發(fā)展階段
2022-07-08

為提高民眾對(duì)于現(xiàn)有環(huán)境問題的認(rèn)識(shí),從1970年開始,國(guó)際上將每年的4月22日定義為“世界地球日”。近年來,隨著我國(guó)生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作的重視,環(huán)境治理相關(guān)部門和行業(yè)企業(yè)不斷引入先進(jìn)智能設(shè)備和科學(xué)技術(shù),推動(dòng)環(huán)境治理手段的升級(jí)。

微信截圖_20210428163641.jpg正在作業(yè)的固定翼無人機(jī)

無人機(jī)作為先進(jìn)智能裝備,具有速度快、機(jī)動(dòng)靈活、不受地理環(huán)境限制等優(yōu)勢(shì),能夠極大提高巡查效率,高效采集環(huán)境污染治理相關(guān)數(shù)據(jù),近年來被廣泛應(yīng)用到環(huán)保治理領(lǐng)域中;尤其是伴隨著5G通信、人工智能、集成芯片、電池等技術(shù)的不斷革新,更加加深了無人機(jī)在環(huán)保治理中的應(yīng)用深度。

縱觀無人機(jī)在環(huán)保治理中的應(yīng)用發(fā)展,主要分為以下幾個(gè)階段:


1


基于無人機(jī)基礎(chǔ)性能的簡(jiǎn)單作業(yè)
最初,無人機(jī)剛應(yīng)用到環(huán)保治理中時(shí),通常只是做簡(jiǎn)單的巡查取證任務(wù)。以大氣污染源巡查為例,無人機(jī)搭載可見光設(shè)備,可在指定區(qū)域上空進(jìn)行大面積快速巡查,迅速發(fā)現(xiàn)并定位污染源,隨后抵近源點(diǎn)偵察,對(duì)污染源進(jìn)行取證,并將證據(jù)信息發(fā)送給地面人員,引導(dǎo)其開展相關(guān)執(zhí)法工作。



 

微信截圖_20210428163734.jpg

無人機(jī)巡查發(fā)現(xiàn)的秸稈焚燒污染源

在面對(duì)大范圍的巡查時(shí),可以使用固定翼無人機(jī)和多旋翼無人機(jī)搭配作業(yè),先用固定翼無人機(jī)進(jìn)行大范圍快速巡查,探測(cè)到污染源后,再派出多旋翼無人機(jī)進(jìn)行近距離查探和取證,確保作業(yè)高效化。2018年,攜恩科技配合成都市農(nóng)委(現(xiàn)成都市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局)進(jìn)行的秸稈禁燒專項(xiàng)巡查中就采用了此方式作業(yè)。


微信截圖_20210428163945.jpg

固定翼無人機(jī)和多旋翼無人機(jī)搭配作業(yè)

相較于傳統(tǒng)的人工巡查,無人機(jī)為環(huán)保巡查提供了更為廣闊的巡查視角,有效彌補(bǔ)了人工巡查的盲區(qū),建立了地空一體的立體巡查體系,真正做到了全覆蓋、無死角、全天候巡查,極大地降低了人力成本,提高了巡查效率,確保了取證效果。無人機(jī)巡查的高效便捷,使得它在越來越多不同類型巡查任務(wù)中得到了積極應(yīng)用。


無人機(jī)的測(cè)繪手段也可以用于環(huán)保治理。比如針對(duì)河道排污口的監(jiān)管,在實(shí)際應(yīng)用中可以利用無人機(jī)在排污口周圍進(jìn)行正射飛行,然后繪制出問題點(diǎn)位的正射影像圖,通過正射圖觀察排污口準(zhǔn)確點(diǎn)位、河道流向、河域植被情況及周圍設(shè)施等,從而對(duì)問題點(diǎn)位進(jìn)行可視化、結(jié)構(gòu)化的監(jiān)管和展示。

微信截圖_20210428164016.jpg

攜恩科技應(yīng)某部門要求繪制的河道正射圖


2


載荷升級(jí),無人機(jī)環(huán)保應(yīng)用多樣化
隨著更多的先進(jìn)技術(shù)被應(yīng)用到了無人機(jī)載荷的研發(fā)當(dāng)中,無人機(jī)載荷不斷升級(jí),使無人機(jī)功能越來越豐富,拓展了無人機(jī)在環(huán)保治理中的應(yīng)用范圍。



紅外技術(shù)被應(yīng)用到無人機(jī)載荷中后,大大加強(qiáng)了無人機(jī)夜間巡查的能力。針對(duì)工廠夜間偷排等情況,可以通過無人機(jī)搭載紅外設(shè)備進(jìn)行夜間巡查,發(fā)現(xiàn)疑似夜間偷排的大氣污染源和水污染源。

微信截圖_20210428164105.jpg


2019年,攜恩科技協(xié)助某部門進(jìn)行某工業(yè)園區(qū)夜間紅外巡查
針對(duì)污染檢測(cè),近年來也有很多移動(dòng)檢測(cè)設(shè)備問世,和無人機(jī)搭配作業(yè),豐富了其應(yīng)用范圍。例如,無人機(jī)可搭載移動(dòng)氣體檢測(cè)設(shè)備,對(duì)PM2.5、PM10、SO?、CO、NO?、O?、VOCs等典型大氣污染物質(zhì)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè),根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)果鎖定污染源位置,并現(xiàn)場(chǎng)出具數(shù)據(jù)報(bào)告,為相關(guān)執(zhí)法部門提供信息數(shù)據(jù)。



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移動(dòng)氣體檢測(cè)設(shè)備對(duì)某地的大氣污染物進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)
當(dāng)然,當(dāng)前我國(guó)對(duì)移動(dòng)檢測(cè)設(shè)備的檢測(cè)結(jié)果還未有明確的規(guī)范,大多數(shù)的檢測(cè)結(jié)果尚不能作為直接執(zhí)法依據(jù),但可以為執(zhí)法部門提供信息數(shù)據(jù)支撐。



除此之外,無人機(jī)還可搭載取水檢測(cè)裝置進(jìn)行問題水質(zhì)的樣本采集工作,實(shí)現(xiàn)樣本遠(yuǎn)程采集和輸送。

不僅如此,無人機(jī)可同時(shí)搭載多種載荷進(jìn)行聯(lián)合作業(yè),如同時(shí)搭載移動(dòng)氣體檢測(cè)設(shè)備和紅外設(shè)備進(jìn)行夜間巡查和探測(cè),可實(shí)時(shí)判定污染源,確保巡查的準(zhǔn)確性和有效性。


3


基于無人機(jī)數(shù)字孿生的污染信息化監(jiān)管與治理
近年來,隨著新一代信息技術(shù)的升級(jí),以及人工智能、5G通信、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等先進(jìn)技術(shù)的不斷涌現(xiàn),它們與無人機(jī)應(yīng)用的跨界深度融合,讓無人機(jī)在社會(huì)治理和人民生產(chǎn)生活等各方面得到更加廣泛和深入的應(yīng)用,同時(shí)也把無人機(jī)在環(huán)保領(lǐng)域中的應(yīng)用推入到了信息化階段,一批污染治理信息化平臺(tái)應(yīng)運(yùn)而生。


 

2019年12月,攜恩科技配合成都市河湖保護(hù)和智慧水務(wù)中心,對(duì)沱江流域西江河全域進(jìn)行河道污染問題巡查,在此次任務(wù)中,就使用到了攜恩自主研發(fā)的時(shí)空大數(shù)據(jù)智能飛行服務(wù)平臺(tái)。通過平臺(tái)的應(yīng)用,不僅可以將無人機(jī)采集的污染源數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)回傳至指揮大廳,供相關(guān)工作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題、處理問題,還可以通過實(shí)景三維地圖、全景圖、問題點(diǎn)位影像檔案、巡查報(bào)告等形式,對(duì)環(huán)境污染問題進(jìn)行回溯、分析、統(tǒng)計(jì)和研判,并對(duì)問題整改進(jìn)行統(tǒng)一管理和監(jiān)督跟進(jìn),覆蓋環(huán)境污染從發(fā)現(xiàn)、執(zhí)行、整改到事后監(jiān)督的全流程。

 

微信圖片_20210421180646.gif

污染信息化監(jiān)管與治理平臺(tái)
而針對(duì)大氣污染,也有相關(guān)的監(jiān)測(cè)和溯源平臺(tái)。例如攜恩科技與國(guó)內(nèi)領(lǐng)先環(huán)保行業(yè)機(jī)構(gòu)合作,研發(fā)出的重點(diǎn)區(qū)域大氣污染數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與溯源系統(tǒng),則是無人機(jī)數(shù)字孿生與人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、5G等技術(shù)深度融合的產(chǎn)物。該平臺(tái)可對(duì)大氣污染數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和動(dòng)態(tài)分析,及時(shí)有效地對(duì)大氣污染進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控、預(yù)警和溯源,實(shí)現(xiàn)對(duì)大氣污染的精細(xì)化管控。


 

微信截圖_20210428164330.jpg

重點(diǎn)區(qū)域大氣污染數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與溯源系統(tǒng)
環(huán)保領(lǐng)域只是一個(gè)縮影,縱觀上述過程,無人機(jī)在各行各業(yè)的的深度應(yīng)用,不僅依賴于自身研發(fā)制造技術(shù)和相關(guān)交叉學(xué)科的科技發(fā)展,也依賴于作業(yè)團(tuán)隊(duì)對(duì)行業(yè)應(yīng)用和業(yè)務(wù)邏輯的深刻理解。相信隨著科技的發(fā)展和軟硬件革新,以及無人機(jī)專業(yè)運(yùn)營(yíng)團(tuán)隊(duì)在應(yīng)用領(lǐng)域的不斷研究和實(shí)戰(zhàn),無人機(jī)在環(huán)保治理領(lǐng)域中還能發(fā)揮更大的價(jià)值和作用。
以上是筆者基于自身工作經(jīng)驗(yàn)闡述的觀點(diǎn),若有不足之處歡迎指正。



 

世界地球日:淺析無人機(jī)在環(huán)境治理中的應(yīng)用發(fā)展階段
2022-07-08

為提高民眾對(duì)于現(xiàn)有環(huán)境問題的認(rèn)識(shí),從1970年開始,國(guó)際上將每年的4月22日定義為“世界地球日”。近年來,隨著我國(guó)生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作的重視,環(huán)境治理相關(guān)部門和行業(yè)企業(yè)不斷引入先進(jìn)智能設(shè)備和科學(xué)技術(shù),推動(dòng)環(huán)境治理手段的升級(jí)。

微信截圖_20210428163641.jpg正在作業(yè)的固定翼無人機(jī)

無人機(jī)作為先進(jìn)智能裝備,具有速度快、機(jī)動(dòng)靈活、不受地理環(huán)境限制等優(yōu)勢(shì),能夠極大提高巡查效率,高效采集環(huán)境污染治理相關(guān)數(shù)據(jù),近年來被廣泛應(yīng)用到環(huán)保治理領(lǐng)域中;尤其是伴隨著5G通信、人工智能、集成芯片、電池等技術(shù)的不斷革新,更加加深了無人機(jī)在環(huán)保治理中的應(yīng)用深度。

縱觀無人機(jī)在環(huán)保治理中的應(yīng)用發(fā)展,主要分為以下幾個(gè)階段:


1


基于無人機(jī)基礎(chǔ)性能的簡(jiǎn)單作業(yè)
最初,無人機(jī)剛應(yīng)用到環(huán)保治理中時(shí),通常只是做簡(jiǎn)單的巡查取證任務(wù)。以大氣污染源巡查為例,無人機(jī)搭載可見光設(shè)備,可在指定區(qū)域上空進(jìn)行大面積快速巡查,迅速發(fā)現(xiàn)并定位污染源,隨后抵近源點(diǎn)偵察,對(duì)污染源進(jìn)行取證,并將證據(jù)信息發(fā)送給地面人員,引導(dǎo)其開展相關(guān)執(zhí)法工作。



 

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無人機(jī)巡查發(fā)現(xiàn)的秸稈焚燒污染源

在面對(duì)大范圍的巡查時(shí),可以使用固定翼無人機(jī)和多旋翼無人機(jī)搭配作業(yè),先用固定翼無人機(jī)進(jìn)行大范圍快速巡查,探測(cè)到污染源后,再派出多旋翼無人機(jī)進(jìn)行近距離查探和取證,確保作業(yè)高效化。2018年,攜恩科技配合成都市農(nóng)委(現(xiàn)成都市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局)進(jìn)行的秸稈禁燒專項(xiàng)巡查中就采用了此方式作業(yè)。


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固定翼無人機(jī)和多旋翼無人機(jī)搭配作業(yè)

相較于傳統(tǒng)的人工巡查,無人機(jī)為環(huán)保巡查提供了更為廣闊的巡查視角,有效彌補(bǔ)了人工巡查的盲區(qū),建立了地空一體的立體巡查體系,真正做到了全覆蓋、無死角、全天候巡查,極大地降低了人力成本,提高了巡查效率,確保了取證效果。無人機(jī)巡查的高效便捷,使得它在越來越多不同類型巡查任務(wù)中得到了積極應(yīng)用。


無人機(jī)的測(cè)繪手段也可以用于環(huán)保治理。比如針對(duì)河道排污口的監(jiān)管,在實(shí)際應(yīng)用中可以利用無人機(jī)在排污口周圍進(jìn)行正射飛行,然后繪制出問題點(diǎn)位的正射影像圖,通過正射圖觀察排污口準(zhǔn)確點(diǎn)位、河道流向、河域植被情況及周圍設(shè)施等,從而對(duì)問題點(diǎn)位進(jìn)行可視化、結(jié)構(gòu)化的監(jiān)管和展示。

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攜恩科技應(yīng)某部門要求繪制的河道正射圖


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載荷升級(jí),無人機(jī)環(huán)保應(yīng)用多樣化
隨著更多的先進(jìn)技術(shù)被應(yīng)用到了無人機(jī)載荷的研發(fā)當(dāng)中,無人機(jī)載荷不斷升級(jí),使無人機(jī)功能越來越豐富,拓展了無人機(jī)在環(huán)保治理中的應(yīng)用范圍。



紅外技術(shù)被應(yīng)用到無人機(jī)載荷中后,大大加強(qiáng)了無人機(jī)夜間巡查的能力。針對(duì)工廠夜間偷排等情況,可以通過無人機(jī)搭載紅外設(shè)備進(jìn)行夜間巡查,發(fā)現(xiàn)疑似夜間偷排的大氣污染源和水污染源。

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2019年,攜恩科技協(xié)助某部門進(jìn)行某工業(yè)園區(qū)夜間紅外巡查
針對(duì)污染檢測(cè),近年來也有很多移動(dòng)檢測(cè)設(shè)備問世,和無人機(jī)搭配作業(yè),豐富了其應(yīng)用范圍。例如,無人機(jī)可搭載移動(dòng)氣體檢測(cè)設(shè)備,對(duì)PM2.5、PM10、SO?、CO、NO?、O?、VOCs等典型大氣污染物質(zhì)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè),根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)果鎖定污染源位置,并現(xiàn)場(chǎng)出具數(shù)據(jù)報(bào)告,為相關(guān)執(zhí)法部門提供信息數(shù)據(jù)。



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移動(dòng)氣體檢測(cè)設(shè)備對(duì)某地的大氣污染物進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)
當(dāng)然,當(dāng)前我國(guó)對(duì)移動(dòng)檢測(cè)設(shè)備的檢測(cè)結(jié)果還未有明確的規(guī)范,大多數(shù)的檢測(cè)結(jié)果尚不能作為直接執(zhí)法依據(jù),但可以為執(zhí)法部門提供信息數(shù)據(jù)支撐。



除此之外,無人機(jī)還可搭載取水檢測(cè)裝置進(jìn)行問題水質(zhì)的樣本采集工作,實(shí)現(xiàn)樣本遠(yuǎn)程采集和輸送。

不僅如此,無人機(jī)可同時(shí)搭載多種載荷進(jìn)行聯(lián)合作業(yè),如同時(shí)搭載移動(dòng)氣體檢測(cè)設(shè)備和紅外設(shè)備進(jìn)行夜間巡查和探測(cè),可實(shí)時(shí)判定污染源,確保巡查的準(zhǔn)確性和有效性。


3


基于無人機(jī)數(shù)字孿生的污染信息化監(jiān)管與治理
近年來,隨著新一代信息技術(shù)的升級(jí),以及人工智能、5G通信、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等先進(jìn)技術(shù)的不斷涌現(xiàn),它們與無人機(jī)應(yīng)用的跨界深度融合,讓無人機(jī)在社會(huì)治理和人民生產(chǎn)生活等各方面得到更加廣泛和深入的應(yīng)用,同時(shí)也把無人機(jī)在環(huán)保領(lǐng)域中的應(yīng)用推入到了信息化階段,一批污染治理信息化平臺(tái)應(yīng)運(yùn)而生。


 

2019年12月,攜恩科技配合成都市河湖保護(hù)和智慧水務(wù)中心,對(duì)沱江流域西江河全域進(jìn)行河道污染問題巡查,在此次任務(wù)中,就使用到了攜恩自主研發(fā)的時(shí)空大數(shù)據(jù)智能飛行服務(wù)平臺(tái)。通過平臺(tái)的應(yīng)用,不僅可以將無人機(jī)采集的污染源數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)回傳至指揮大廳,供相關(guān)工作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題、處理問題,還可以通過實(shí)景三維地圖、全景圖、問題點(diǎn)位影像檔案、巡查報(bào)告等形式,對(duì)環(huán)境污染問題進(jìn)行回溯、分析、統(tǒng)計(jì)和研判,并對(duì)問題整改進(jìn)行統(tǒng)一管理和監(jiān)督跟進(jìn),覆蓋環(huán)境污染從發(fā)現(xiàn)、執(zhí)行、整改到事后監(jiān)督的全流程。

 

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污染信息化監(jiān)管與治理平臺(tái)
而針對(duì)大氣污染,也有相關(guān)的監(jiān)測(cè)和溯源平臺(tái)。例如攜恩科技與國(guó)內(nèi)領(lǐng)先環(huán)保行業(yè)機(jī)構(gòu)合作,研發(fā)出的重點(diǎn)區(qū)域大氣污染數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與溯源系統(tǒng),則是無人機(jī)數(shù)字孿生與人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、5G等技術(shù)深度融合的產(chǎn)物。該平臺(tái)可對(duì)大氣污染數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和動(dòng)態(tài)分析,及時(shí)有效地對(duì)大氣污染進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控、預(yù)警和溯源,實(shí)現(xiàn)對(duì)大氣污染的精細(xì)化管控


 

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重點(diǎn)區(qū)域大氣污染數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與溯源系統(tǒng)
環(huán)保領(lǐng)域只是一個(gè)縮影,縱觀上述過程,無人機(jī)在各行各業(yè)的的深度應(yīng)用,不僅依賴于自身研發(fā)制造技術(shù)和相關(guān)交叉學(xué)科的科技發(fā)展,也依賴于作業(yè)團(tuán)隊(duì)對(duì)行業(yè)應(yīng)用和業(yè)務(wù)邏輯的深刻理解。相信隨著科技的發(fā)展和軟硬件革新,以及無人機(jī)專業(yè)運(yùn)營(yíng)團(tuán)隊(duì)在應(yīng)用領(lǐng)域的不斷研究和實(shí)戰(zhàn),無人機(jī)在環(huán)保治理領(lǐng)域中還能發(fā)揮更大的價(jià)值和作用。
以上是筆者基于自身工作經(jīng)驗(yàn)闡述的觀點(diǎn),若有不足之處歡迎指正。



 

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