陳維國(guó)

摘 要：本文以“環(huán)保”為主題，探討無(wú)人機(jī)在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用問(wèn)題。首先，結(jié)合我國(guó)的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題對(duì)其進(jìn)行了簡(jiǎn)要概述；主要介紹了節(jié)能環(huán)保型無(wú)人機(jī)在環(huán)保方面的重要性與價(jià)值；重點(diǎn)分析了節(jié)能環(huán)保型無(wú)人機(jī)的分類(lèi)、傳感器網(wǎng)絡(luò)，以及二者的匹配原則，最后對(duì)其應(yīng)用進(jìn)行了說(shuō)明，并根據(jù)目前的發(fā)展進(jìn)程，對(duì)其在未來(lái)的作用進(jìn)行了展望。希望通過(guò)本文初步論述為該方面的理論研究工作、實(shí)踐應(yīng)用工作提供一些有價(jià)值的信息，以供參考。

關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī)；環(huán)保領(lǐng)域；應(yīng)用

以我國(guó)為例，環(huán)境污染嚴(yán)重、生態(tài)破壞千年不遇，而且城市中的PM2.5蔓延速度極快，迅速傳到了全國(guó)各地，可見(jiàn)，城市污染較為嚴(yán)重。另外，我國(guó)農(nóng)村地區(qū)做飯、土炕加熱大都以柴草為燃料，再加上一些微型企業(yè)（造紙業(yè)最多）的不科學(xué)發(fā)展，給農(nóng)村廣大地區(qū)造成了一定的水污染和土壤污染。一旦企業(yè)卷錢(qián)走人，農(nóng)民將承受著工業(yè)發(fā)展帶來(lái)的各種負(fù)面影響，非常被動(dòng)，所以應(yīng)加強(qiáng)高新技術(shù)對(duì)環(huán)保領(lǐng)域的探索。

1 無(wú)人機(jī)工作原理

從無(wú)人機(jī)工作原理方面看，傳感器敏感元件工作原理主要包括物理類(lèi)、化學(xué)類(lèi)、生物類(lèi)、智能類(lèi)四大方面，這種劃分方式，主要集中于利用熱、力、光、電、磁、聲等物理效應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)，酶、抗體、激素等分子識(shí)別功能，微處理器等人工智能元器件對(duì)相關(guān)生態(tài)環(huán)境信息進(jìn)行一些收集、傳輸、反饋、甄別。傳感器一般可以根據(jù)視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、嗅覺(jué)、味覺(jué)、觸覺(jué)等人類(lèi)知覺(jué)范疇進(jìn)行劃分，但主要是模仿性質(zhì)的表達(dá)，利用這些模仿人類(lèi)器官的功能感應(yīng)器對(duì)各種信號(hào)進(jìn)行接收、傳輸與分類(lèi)，為環(huán)保部門(mén)提供參數(shù)依據(jù)。

2 無(wú)人機(jī)在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用

2.1 在建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)管理中的應(yīng)用

首先，環(huán)境保護(hù)方面的問(wèn)題牽涉較多，地多面廣、污染破壞種類(lèi)復(fù)雜，而且具有動(dòng)態(tài)性，比如水域的環(huán)境問(wèn)題、植被的環(huán)境問(wèn)題、空氣的環(huán)境問(wèn)題、垃圾污染與能源、資源污染與過(guò)分破壞的問(wèn)題等。

其次，環(huán)境保護(hù)單位需要發(fā)送區(qū)域地形圖以及相關(guān)文件，對(duì)于偏遠(yuǎn)區(qū)域，資料涉及較小、調(diào)查難度較大的問(wèn)題，可以采用無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)進(jìn)行圖像搜索、地形勘察、數(shù)據(jù)采集，并將其傳輸?shù)江h(huán)保部門(mén)，通過(guò)分析、整理，制定出具體的工作材料。

最后，需要先對(duì)無(wú)人機(jī)的工作原理進(jìn)行明確化認(rèn)知，再制定相應(yīng)的飛行任務(wù)。對(duì)環(huán)境問(wèn)題進(jìn)行分類(lèi)，需要從項(xiàng)目危害性、節(jié)能、物種延續(xù)方面對(duì)環(huán)境問(wèn)題加以劃分。具體來(lái)說(shuō)，可以將其分為對(duì)有機(jī)生物的危害、對(duì)無(wú)機(jī)環(huán)境的危害；也可以將其劃分為對(duì)資源能源污染和生態(tài)破壞兩方面；還可以將其劃分為對(duì)物理性、化學(xué)性、生物性質(zhì)的環(huán)境問(wèn)題。根據(jù)污染結(jié)果可以分為輕型環(huán)境問(wèn)題、重型環(huán)境問(wèn)題和特重大環(huán)境問(wèn)題等，屬于環(huán)保等級(jí)劃分。當(dāng)劃分完成后，可以對(duì)所需要的無(wú)人機(jī)承擔(dān)任務(wù)進(jìn)行分類(lèi)，并進(jìn)行相應(yīng)的傳感器、無(wú)人機(jī)匹配設(shè)置，建立不同任務(wù)的工作模型等。

2.2 在環(huán)境監(jiān)測(cè)與應(yīng)急方面的應(yīng)用

環(huán)保領(lǐng)域出現(xiàn)的問(wèn)題越來(lái)越多，因此，需要加強(qiáng)環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測(cè)工作。所謂環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測(cè)，就是指對(duì)應(yīng)急狀態(tài)下的環(huán)境污染物及相關(guān)污染情況進(jìn)行一系列的監(jiān)測(cè)，如污染物種類(lèi)、污染物數(shù)量、濃度范圍等。環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測(cè)的目的在于發(fā)現(xiàn)、查明這些因素，其中還包括對(duì)重大污染、突發(fā)性污染、自然災(zāi)害等的監(jiān)測(cè)。從整個(gè)環(huán)境應(yīng)急體系來(lái)看，環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測(cè)非常關(guān)鍵，它的重要性與價(jià)值體現(xiàn)在對(duì)污染物現(xiàn)場(chǎng)快速的定性監(jiān)測(cè)、相關(guān)環(huán)境的快速定量監(jiān)測(cè)，以及對(duì)污染物進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)，并提供一些具體的預(yù)防措施等，預(yù)防重大后果的人為夸大，給社會(huì)帶來(lái)負(fù)面影響。

無(wú)人機(jī)可以針對(duì)上述環(huán)境問(wèn)題制訂相應(yīng)的飛行計(jì)劃，并完成數(shù)據(jù)采集工作。無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的設(shè)置需要先根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求，進(jìn)行系統(tǒng)模型的構(gòu)建。通常來(lái)看，可能通過(guò)以下幾大單元來(lái)分別處理，分別是任務(wù)分析—傳感器選型—數(shù)據(jù)鏈路系統(tǒng)確定—載荷重量范圍確定—無(wú)人機(jī)選型—無(wú)人機(jī)平臺(tái)系統(tǒng)構(gòu)建—系統(tǒng)線(xiàn)路規(guī)劃—銜接零部件個(gè)性化定制—系統(tǒng)集成—交付使用；在構(gòu)建的模型結(jié)構(gòu)中，先是任務(wù)分析，然后將其分為兩路，一個(gè)是傳感器選型，另一個(gè)是數(shù)據(jù)鏈路系統(tǒng)確定，再將這兩者與載荷重量范圍相連接，依次連接無(wú)人機(jī)選型、無(wú)人機(jī)平臺(tái)系統(tǒng)構(gòu)建（需要連接系統(tǒng)線(xiàn)路規(guī)劃、銜接零部件個(gè)性化定制、數(shù)據(jù)鏈路系統(tǒng)、傳感器選型），然后直接構(gòu)成集成系統(tǒng)，最后才能交付使用，其間的關(guān)系也非常復(fù)雜，并不是單一的線(xiàn)路連接，而是注重綜合性、銜接性與互動(dòng)性。

2.3 在生態(tài)保護(hù)中的應(yīng)用

自然保護(hù)區(qū)、飲用水源保護(hù)區(qū)，是生態(tài)環(huán)境工作領(lǐng)域中的重點(diǎn)之一，治不如防，防要做到防患未然。從上面所說(shuō)的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題的應(yīng)急性可以看出，要做到防患未然必須增加動(dòng)態(tài)化的監(jiān)測(cè)，需要對(duì)這些區(qū)域內(nèi)的水源、植物生態(tài)環(huán)境、生物繁衍狀態(tài)等進(jìn)行綜合監(jiān)測(cè)與考察，實(shí)時(shí)做出變化曲線(xiàn)圖譜，通過(guò)無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)違法亂占與污染問(wèn)題，及時(shí)解決，減少環(huán)境惡化的可能性。

2.4 在環(huán)境監(jiān)察方面的應(yīng)用

我國(guó)的工業(yè)發(fā)展速度快、污染物排放種類(lèi)繁多、污染物排放量大、排污企業(yè)多，造成諸多環(huán)境監(jiān)察不到位的情況。相對(duì)于強(qiáng)度較大的工作任務(wù)、復(fù)雜的環(huán)境污染問(wèn)題，可以利用無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)彌補(bǔ)這方面的不足與缺失，盡可能增加多樣的監(jiān)測(cè)方法，強(qiáng)化對(duì)環(huán)境監(jiān)察的力度，無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)對(duì)污染源分布、排污狀況、項(xiàng)目建設(shè)情況均能夠做出細(xì)致的數(shù)據(jù)分析，從而為后續(xù)的環(huán)境監(jiān)察提供一些重要依據(jù)與技術(shù)服務(wù)，這種快速的監(jiān)察方式也有利于污染事件后的及時(shí)取證等。

3 結(jié)束語(yǔ)

總之，環(huán)境污染是世界性的難題。所以，在新時(shí)代就要堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展的新型理念，一切以子孫后代的生存、人類(lèi)的延續(xù)為出發(fā)點(diǎn)，注重從人類(lèi)文明與生存繁衍的角度增加對(duì)環(huán)境的保護(hù)，并大力推廣環(huán)保領(lǐng)域中的各種新型技術(shù)的應(yīng)用。以上所討論無(wú)人機(jī)的應(yīng)用就屬此列，這種操作簡(jiǎn)單、能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控的技術(shù)，應(yīng)該加強(qiáng)研究與應(yīng)用推廣，盡可能通過(guò)較低的成本、高效的工作效率、有利的信息反饋來(lái)實(shí)現(xiàn)新時(shí)期的環(huán)境保護(hù)工作。

參考文獻(xiàn)

[1]李季，孫秀霞.基于改進(jìn)A-Star算法的無(wú)人機(jī)航跡規(guī)劃算法研究[J].兵工學(xué)報(bào)，2014（7）：788-792.

（作者單位：葫蘆島市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究所）