自工業(yè)革命以來，人們對于環(huán)境破壞速度和程度的不斷加劇，滋生了越來越多的環(huán)境問題和自然災(zāi)害，各種對生活和生存威脅的頻繁出現(xiàn)，令大家苦不堪言。在此背景下，珍愛地球、保護(hù)環(huán)境、改善自然便成為了越來越多國家的應(yīng)對之選。環(huán)境基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料的獲取是做好當(dāng)前環(huán)境保護(hù)工作的前提，隨著環(huán)境保護(hù)工作要求的不斷提高，環(huán)境基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料的精確性、可靠性和時效性也迫切需要提高。以建設(shè)項目環(huán)境保護(hù)管理為例，在環(huán)保驗收工作中，我們發(fā)現(xiàn)部分建設(shè)項目特別是生態(tài)類建設(shè)項目的地理位置、建設(shè)范圍、規(guī)模與環(huán)評審批時的變化較大；部分建設(shè)單位未按照環(huán)評審批要求開展項目建設(shè)，非法侵占了自然保護(hù)區(qū)、飲用水源保護(hù)區(qū)等需要特殊保護(hù)的區(qū)域，對生態(tài)環(huán)境造成了較大的破壞；部分建設(shè)單位未按照環(huán)評要求進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)與建設(shè)，或者生態(tài)恢復(fù)面積與環(huán)評批復(fù)要求差距較大。此類項目建設(shè)變更對生態(tài)環(huán)境破壞大、影響長期，但因無準(zhǔn)確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)底圖，難以準(zhǔn)確甄別，環(huán)評審批、環(huán)境監(jiān)理、環(huán)保驗收多無據(jù)可查，給防范和后續(xù)處理工作增加很大難度，環(huán)境管理依據(jù)存在缺失。類似的問題也普遍存在于環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)察、環(huán)境應(yīng)急和生態(tài)保護(hù)等環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的其他多個方面。
無人機(jī)系統(tǒng)的作業(yè)方式與傳統(tǒng)航空、航天遙感平臺相比具有以下優(yōu)勢：（1）數(shù)據(jù)獲取成本低。無人機(jī)的運(yùn)行成本都大大低于衛(wèi)星和載人飛機(jī)，其對場地和人員的要求也比載人飛機(jī)低，且日常維護(hù)相對簡單，使數(shù)據(jù)的獲取成本大大降低。（2）安全作業(yè)保障能力強(qiáng)。無人機(jī)采用自主和地面遙控作業(yè)方式，可進(jìn)入高危地區(qū)開展工作，回避了飛行人員和地面人員的安全風(fēng)險。（3）數(shù)據(jù)精度高。無人機(jī)由于飛行高度低，可獲取的影像擁有較高的圖像分辨率。高分辨率航片影像可使得在較小空間尺度上觀察地表的細(xì)節(jié)變化、進(jìn)行大比例尺制圖以及監(jiān)測人為活動對環(huán)境的影響成為現(xiàn)實。（4）具備快速的應(yīng)急響應(yīng)能力。無人機(jī)體積小、質(zhì)量輕、操作方便、易于轉(zhuǎn)場，其起飛降落公路或其他較開闊的地面受場地限制較小；其可以在短時間內(nèi)迅速升空，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速獲取。（5）能夠云下獲取數(shù)據(jù)。無人機(jī)可在云下飛行，彌補(bǔ)了衛(wèi)星光學(xué)遙感受云層遮擋無法獲取影像的缺陷，可在多云的天氣條件下開展工作。（6）可實現(xiàn)大區(qū)域、長航時及定點、定區(qū)域監(jiān)測。在設(shè)定航點飛行完畢后，可實時上傳新航點，保證系統(tǒng)的連續(xù)不間斷工作，免去降落后再次輸入?yún)^(qū)域監(jiān)測航點的操作。由于無人機(jī)遙感系統(tǒng)具有低成本、高安全性、高機(jī)動性和高分辨率等技術(shù)特點，使其在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域中的應(yīng)用有著得天獨厚的優(yōu)勢，在建設(shè)項目環(huán)境保護(hù)管理、環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)察、環(huán)境應(yīng)急和生態(tài)保護(hù)等方面，無人機(jī)系統(tǒng)均能夠發(fā)揮其強(qiáng)有力的技術(shù)支持作用。
傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測通常采用點監(jiān)測的方式來估算整個區(qū)域的環(huán)境質(zhì)量情況，具有一定的局限性和片面性。而采用無人機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測的方式具有視域廣、及時連續(xù)的特點，可迅速查明環(huán)境現(xiàn)狀。
1、水污染領(lǐng)域：借助系統(tǒng)搭載的多光譜成像儀生成多光譜圖像，可直觀辨別污染源、污染口、可見漂浮物等;生成的分布圖，可為環(huán)境評價、環(huán)境監(jiān)察提供依據(jù)，全面地監(jiān)測地表水環(huán)境質(zhì)量狀況，提供水質(zhì)富營養(yǎng)化、水華、水體透明度、懸浮物、排污口污染狀況等信息的專題圖，從而達(dá)到對水質(zhì)特征污染物監(jiān)視性監(jiān)測的目的。
2、大氣污染：通過無人機(jī)平臺搭載氣體監(jiān)測傳感器對大氣污染進(jìn)行長期的跟蹤監(jiān)測，獲取PM2.5等大氣污染物濃度的三維分布數(shù)據(jù)，這一研究可為霧霾預(yù)報、防治，提供更精確的數(shù)據(jù)資料。目前對大氣污染的監(jiān)測主要集中在地面，高空污染監(jiān)測比較少，這種平面監(jiān)測讓我們很難清楚地掌握霧霾的生消和擴(kuò)散規(guī)律。利用此系統(tǒng)搭載污染區(qū)域氣體采集設(shè)備對高空垂直斷面大氣污染情況進(jìn)行采集分析，達(dá)到對大氣數(shù)據(jù)檢測裝置微型化、高精度、高實時性的要求。
3、取水樣分析：傳統(tǒng)人工采樣通常需要乘坐小型船舶到達(dá)取水位置，這樣不僅效率低，且人員安全風(fēng)險大。使用無人機(jī)進(jìn)行水體采樣則不受自然地理條件的限制，即便是人員難以到達(dá)的區(qū)域依然可以定位采樣，不僅節(jié)約人力物力，而且具有良好的穩(wěn)定性和實際操控性，起降靈活，方便快捷。
無人機(jī)在環(huán)境應(yīng)急突發(fā)事件中，可克服交通不利、情況危險等不利因素，快速趕到污染事故所在空域，整體查看事故現(xiàn)場、污染物排放情況和周圍環(huán)境敏感點分布情況。搭載的圖傳系統(tǒng)可實時查看現(xiàn)場情況，監(jiān)控事故進(jìn)展，為環(huán)境保護(hù)決策提供準(zhǔn)確信息。無人機(jī)使環(huán)保部門對環(huán)境應(yīng)急突發(fā)事件的情況了解得更加全面、對事件的反應(yīng)更加迅速、相關(guān)人員之間的協(xié)調(diào)更加充分、決策更加有據(jù)。通過這種方式還可以大大降低環(huán)境應(yīng)急工作人員的工作難度，同時工作人員的人身安全也可以得到有效的保障。
自然保護(hù)區(qū)和飲用水源保護(hù)區(qū)等需要特殊保護(hù)區(qū)域的生態(tài)環(huán)境保護(hù)一直以來是各級環(huán)保部門工作的重點之一，而自然保護(hù)區(qū)和飲用水源保護(hù)區(qū)大多有著面積較大、位置偏遠(yuǎn)、交通不便的特點，其生態(tài)保護(hù)工作很難做到全面細(xì)致。環(huán)保部門可采用無人機(jī)每年同一時間獲取需要特殊保護(hù)區(qū)域的遙感影像，通過逐年影像的分析比對或植被覆蓋度的計算比對，可以清楚地了解到該區(qū)域內(nèi)植物生態(tài)環(huán)境的動態(tài)演變情況。通過無人機(jī)生成高分辨率影像還可以辨識出該區(qū)域內(nèi)不同植被類型的相互替代情況，這樣對區(qū)域內(nèi)的植物生態(tài)研究也會起到參考作用。區(qū)域內(nèi)植物生態(tài)環(huán)境的動態(tài)演變是自然因素和人為活動的雙重結(jié)果，如果自然因素不變而區(qū)域內(nèi)或區(qū)域附近有強(qiáng)度較大的人為活動，逐年的遙感影像也可為研究人為活動對植物生態(tài)的影響提供依據(jù)。當(dāng)自然保護(hù)區(qū)和飲用水源保護(hù)區(qū)遭到非法侵占時，通過無人機(jī)圖傳系統(tǒng)能夠及時發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過后期專業(yè)軟件處理生成的遙感影像數(shù)據(jù)也可作為生態(tài)保護(hù)執(zhí)法的依據(jù)。
當(dāng)前，工業(yè)企業(yè)污染物排放情況復(fù)雜、變化頻繁，環(huán)境監(jiān)察工作任務(wù)繁重，?環(huán)境監(jiān)察人員力量也顯不足，監(jiān)管模式相對單一。無人機(jī)遙感影像可以從宏觀上觀測污染源分布、排放狀況以及項目建設(shè)情況，為環(huán)境監(jiān)察提供決策依據(jù)；同時通過無人機(jī)監(jiān)測平臺對排污口污染狀況的監(jiān)測也可以實時快速跟蹤突發(fā)環(huán)境污染事件，捕捉違法污染源并及時取證，為環(huán)境監(jiān)察執(zhí)法工作提供及時、高效的技術(shù)服務(wù)。
眼下，我國對環(huán)保工作非常重視，據(jù)國家統(tǒng)計局發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，去年上半年我國在生態(tài)保護(hù)和環(huán)境治理業(yè)上的投資同比增長了48%。在此情況下，隨著無人機(jī)的進(jìn)入對于環(huán)保事業(yè)的升級推動，未來環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展還將進(jìn)一步釋放價值。與此同時，對于無人機(jī)自身來說，其在環(huán)保產(chǎn)業(yè)的落地也將繼續(xù)深化應(yīng)用和普及，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展迎來新一輪增長機(jī)遇。當(dāng)前我國民用無人機(jī)的發(fā)展?jié)摿Ψ浅＞薮螅瑹o人機(jī)環(huán)保應(yīng)用的不斷深化，將促進(jìn)產(chǎn)業(yè)保持升溫態(tài)勢。
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