無人機在大氣環境監管中的應用分析

貴陽市生態環境局開陽分局 聶榮金

近些年來，環境問題已然成為社會探討的熱點內容，大氣環境質量并沒有與人民日益增長的幸福獲得感保持步調上的一致，許多群眾的生活質量都因空氣污染而有所下降。在這里，必須要凸顯出新技術應用的價值，無人機的監管功能早已獲得了認可與青睞，在新時期，也需要讓其發揮出更大的作用、利用無人機，判斷影響大氣質量的主要因素，真正意義上實現精準化的控制和調節，做好協調處理工作，提高大氣質量，有效處理空氣污染。

一、分析無人機在環境監管中應用的必要價值

首先，無人機的應用符合環境監管的基本需要。早在之前，無人機技術模式，就已經應用在揚塵治理領域。就大氣污染防治管控來講，無人機可以針對秸稈焚燒、裸土未覆蓋、抑塵等行為進行記錄，保留證據，為以上這些問題提供更加有力的取證保障，成為執法依據，對企業的違法行為予以嚴厲的打擊。

其次，無人機的應用符合環境污染事故應急處理的基本需求，這一技術模式本身就在近海區域發揮著突出的作用。無論是海上的石油資源，還是危險的化學物品，都有可能存在泄漏的情況，這就需要工作人員對基本事實進行調查取樣，利用無人機技術，掌握污染的基本信息，確定污染事故的范圍和程度，為后市的應急處理奠定堅實的基礎，提供更為詳實的依據。

再次，無人機的應用符合生態環境發展的需要，利用無人機系統，可以打破時間和空間的限制，360度無死角的。對生態保護紅線區域進行監測，觀察人類干擾活動，及時對破壞生態環境的行為進行定性并處理。推動生態保護紅線監管向著系統化、精細化、智能化的方向不斷邁進。

最后，無人機的應用，符合流域環境治理的基本需要。近些年來，水污染也是影響居民日常生活的重要問題，國家已經在宏觀上開展了水污染防治行動計劃，并提出了一系列的治理要求，在這其中，飲用水安全保障是核心切入點。在這里，使用無人機技術，就可以針對特定流域內的水環境質量進行全方位的分析，并展開動態調查，做出健康評估，對區域水體概況予以監控[1]。

二、分析無人機在大氣環境監管中的應用內容

（一）可見光相機

當下，無人機的使用大多都是以無人機可見光云臺組合的方式為基礎，這一方式的應用范圍較廣，能夠適用于不同地區的環境監測需求，取得的效果也較為理想。在監測管理的時候，監測企業需要單獨購買無人機，由專業人員進行培訓，構建環保無人機檢測體系。近些年來，相機技術模式的發展也有了一定程度的改變，可以實現系統的變焦。

（二）紅外線成像技術

紅外線成像儀器，本身就是輔助社會安檢工作開展的重要工具，能夠在電力系統巡視和檢查中發揮重要作用。在這里，紅外線儀器也可以與無人機充分結合，滿足夜間拍攝的需求，降低對環境的不良影響。而無人的熱成像技術模式也可以在夜間進行動態檢測，從而確定企業污染源所在的區域，完成夜間偷拍處理。值得注意的是，企業也需要在構建模型的過程中，把大氣的排放溫度和排放量聯系到一起，要保證無人機的檢測滿足自身生產發展的需要。

（三）氣體傳感器

無人機和氣體傳感器的聯合應用，也是社會探討的重點話題，在企業模型建設的過程中，應用此類方式，可以提高檢測的精準度和客觀性，滿足大范圍檢測的需要。在具體實踐中，無人機需要完成對測量區域的巡視和檢查工作，在進入檢測和落實階段以后，得出的數據是更為準確的。在預設階段，無人機直接測量飛行的航線和軌跡，在區域濃度值測定的時候，要應用不同的測量方法和手段，發現潛在的危機和隱患，解決存在的各種問題。近些年來，氣體傳感器的精度也有了一定的提升，能夠在檢測管理的過程中達到很高的級別，滿足大氣污染濃度檢測的需要。值得注意的是，企業需要針對氣體傳感器的數據進行預設，保證預設后的參數符合無人機監管的基本需要[2]。

（四）可視化分析

目前，在信息系統和數據可視化分析結果的引導下，環境的檢測更加注重執法處理的時效性，由于監測的過程中會遇到不同程度的污染問題，所以也必須要在短時間內完成取證工作，對基本的現象進行判定，實施處理。通常情況下，無人傳感器的應用也可以滿足以上這一工作的需求，可以在正常的大氣污染調查中獲得海量的資源。在過去，傳統的數據表格并不能滿足海量信息的存儲需要，工作方式過于繁瑣，很多數據需要經歷一段時間的研究后才能得出結論，無法跟上管控的進度和步伐。但在無人機的引導下，監管人員可以提前對數據進行分析，在第一時間實施處理工作，用有效的應對措施和方法，為后期的治理奠定堅實的基礎。但值得注意的是，盡管無人機技術可以發揮出積極的作用，然而成本的控制也是面臨的一項挑戰。在未來，環境監管部門應當堅持經濟性的原則，要針對整個過程的檢測和監督作出全方位的分析，分析可能面臨的挑戰和風險，在積極引進技術之后，做好內部人員的培訓工作，保證監管人員能夠掌握不同類型的技術，使用各種高新設備，提高工作效率，避免出現二次返修的問題。并且，環境監管部門也需要協調好無人機和大氣環境之間的聯系[3]。

三、無人機在大氣環境監管中的應用方法

（一）正確的選擇無人機機型

在大氣環境監管中，一般使用的無人機可以分為固定機翼和旋轉機翼這兩種類型。在實際的環境監管中，這兩種無人機有著各自的優點。通常情況下，固定機翼無人機可以裝載很多的傳感器。顧名思義，固定機翼是因為其無人機的機翼有較強的固定性，因此在工作時有較強的抗風能力，而且飛行的時間也會較長。這種無人機主要是用來檢測污染的區域，其缺點是對起飛的環境有著較高的要求，并且懸浮的時間比較短。另一種旋翼型的無人機，主要是在運行時會通過自身的內部機器隨時調整螺旋槳的旋轉速度，這種無人機的重量很大，但是因為可以調整轉速，因此可以進行懸浮監控的工作，這是固定機翼型的無人機無法做到的。同時，這種無人機可以任意的調整飛行高度，進而滿足人們的監測需求，所以這種無人機使用的頻率會更高一點；它在飛行時產生的噪音很小，并且在野外工作時很容易攜帶；同時它對于起飛的環境要求不太高，因此在大氣環境監管中大多數都是使用這種無人機。

（二）正確的選擇大氣環境監管的設備

在以前的大氣環境監管中，其檢測的設備都是在地面上的，并且需要很復雜的操作才能進行測量，而且測量的數據信息誤差較大，最終導致工作人員在判斷具體的區域時很容易出現失誤。所以現在的大氣環境監測中，會將監測的設備直接放置在無人機的上邊，可以進行人為的調整高度實施懸浮監控。還可以有效地檢測出大氣環境中很多種的有害氣體，其中包括氨、二氧化硫、一氧化碳、氟化物等。并且無人機還可以將檢測到的數據和其檢測的地理位置自動的保存，并將具體的數據遠程傳輸到地面上，為相關的檢測部門提供了可靠的檢測數據[4]。

（三）結合模擬的數據來確定使用的檢測方案

在大氣環境監管中，雖然旋翼型的無人機可以調整螺旋槳的轉速，但是大氣環境本身有很多的不確定因素，比如檢測時的風速和氣壓的變化會對檢測的數據造成影響，使得檢測數據產生一定的誤差，因此在大氣環境監管前，應該進行模擬實驗，以保證無人機能夠安全的飛行和工作。首先，要建立幾何模型。無人機的機翼和螺旋槳并不是固定組合的，這需要結合檢測天氣的情況來進行調整。因此在檢測實驗中，工作人員可以使用先進的3D打印技術來構建幾何模型，進而確定無人機的葉片，其中無人機葉片的質量和工作狀態還可以專門定制。其次，進行數值的計算。無人機在起飛和懸浮時還需要具備一定的條件：相應的流場。無人機在工作的時候還需要搭載大氣環境的監測設備，如果沒有將無人機和大氣監測設備進行有機的結合，很容易使測量的數據不準確。面對這樣的情況，技術人員可以使用三維計算的方式，來最終的確定無人機的流場范圍和位置，并且保證這個位置不會受到空氣波動的影響。一般情況下，在大氣環境監管中監測設備會安裝在無人機上方的位置，距離無人機10厘米左右。

在大氣環境監管中使用無人機進行監測非常方便，同時數據的記錄也很詳細，但在使用無人機監管的時候還是有一定的問題，相關的技術研發人員應該不斷地完善無人機的技術。比如，可以在無人機上使用拍攝的技術，可以將無人機飛行時的路徑清楚地記錄下來，方便大氣環境工作人員進行準確的判斷。同時，在大氣環境監管中，應該對大氣監測設備進行不斷的改進和完善。比如，可以適當地降低其重量和體積來方便無人機的攜帶。

四、結語

綜上所述，持續性推動無人機在大氣環境監管中的應用是合理且必要的舉動，這是提高大氣環境工作質量的應有之策，也是維護我國環保事業秩序的有效措施。本文通過可見光相機、紅外線成像技術、氣體傳感器、數據可視化這幾個角度，論述了無人機的應用方式，充分結合了大氣環境監管的基本特征，具有理論上的合理性與實踐上的可行性。在未來，無人機的檢測管理需要提前建立擴散模型，技術人員應當努力解決過程中遇到的風險，加大開發力度。