我國無人機(jī)隨著時(shí)間推移不斷改變著無人機(jī)的實(shí)際用途，近年來，我國針對(duì)民用無人機(jī)行業(yè)得到了快速發(fā)展，但行業(yè)整體發(fā)展歷程較短，相關(guān)政策、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和管理體系仍在不斷完善，面臨兩大挑戰(zhàn)：1.我國的民用無人機(jī)市場規(guī)模充分得到了受益于行業(yè)發(fā)展及國家政策的大力支持，中國民用無人機(jī)取得了高速發(fā)展，逐漸成為整個(gè)無人機(jī)行業(yè)重要的板塊之一。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，我國民用無人機(jī)市場規(guī)模由2017年的79億元增至2020年的361億元，年均復(fù)合增長率均為65.9%，預(yù)計(jì)2022年我國民用無人機(jī)市場規(guī)模將達(dá)到453億元；明顯有所回升，第二我國民用民用無人機(jī)行業(yè)已經(jīng)成為了屬于國家鼓勵(lì)發(fā)展的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)和戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，國家產(chǎn)業(yè)政策的大力支持為我國無人機(jī)產(chǎn)業(yè)確立了未來發(fā)展方向并營造了良好發(fā)展環(huán)境。

一、項(xiàng)目前景

大氣環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測是我國環(huán)境保護(hù)工作的重要組成部分，傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測方式往往以地面設(shè)立監(jiān)測點(diǎn)為主，但是當(dāng)面對(duì)地形廣闊、環(huán)境復(fù)雜、監(jiān)測設(shè)施數(shù)量有限等情況時(shí)，不僅會(huì)提高環(huán)境監(jiān)測的成本，影響工作效率以及數(shù)據(jù)傳輸實(shí)時(shí)性，還存在獲取的數(shù)據(jù)空間覆蓋程度有限、不能對(duì)污染物來源及其變化趨勢分析進(jìn)行有效預(yù)測等問題。

圖1 無人機(jī)方案

圣凱安通過無人機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)、GPRS技術(shù)以及軟件設(shè)計(jì)技術(shù)開發(fā)了一款基于無人機(jī)技術(shù)的大氣環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，通過無人機(jī)作為搭載平臺(tái)，可以采集多種復(fù)雜地區(qū)環(huán)境條件下的大氣環(huán)境數(shù)據(jù)，并通過無線網(wǎng)絡(luò)上傳至服務(wù)器，后端人員可實(shí)時(shí)通過終端對(duì)大氣環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢，解決了傳統(tǒng)的人工取樣范圍局限性，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、實(shí)時(shí)性等問題。

二．方案建設(shè)

1. 建設(shè)原則

▲ 數(shù)據(jù)傳輸實(shí)時(shí)性：數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性是實(shí)施大區(qū)域精準(zhǔn)化管理的基礎(chǔ)，高效快速地檢測方式可為后續(xù)一系列的治理措施提供支撐依據(jù)，

▲ 數(shù)據(jù)可視化：數(shù)據(jù)可視化能夠充分挖掘數(shù)據(jù)隱含的空間關(guān)聯(lián)，揭示氣體污染物的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律，有助于科研人員、監(jiān)測機(jī)構(gòu)科學(xué)直觀地判讀并分析大氣污染情況，節(jié)約人力成本。

▲ 高空間分辨率：由于大氣污染物變化遷移的動(dòng)態(tài)性，高空間分辨率能捕捉到更多的空氣質(zhì)量信息。此外，在污染源監(jiān)測的過程中，由于每種類型的污染源監(jiān)測重點(diǎn)存在一定差異，因此可以實(shí)施種類劃分，保證無人機(jī)監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用的針對(duì)性和有效性。

▲ 數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定性：無人機(jī)大氣環(huán)境應(yīng)用實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測，監(jiān)測數(shù)據(jù)應(yīng)實(shí)時(shí)匯集至數(shù)據(jù)處理中心進(jìn)行處理。

▲ 靈活便攜性：高強(qiáng)度的分辨率和靈活性能夠在同一時(shí)間內(nèi)進(jìn)行多組分測試，并全天候、實(shí)時(shí)、連續(xù)、自動(dòng)監(jiān)測。

3.建設(shè)目標(biāo)：

通過無人機(jī)搭載的智能氣體傳感器對(duì)大氣污染因子進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并對(duì)采集終端進(jìn)行統(tǒng)一管理和監(jiān)控，將采集到的大氣環(huán)境數(shù)據(jù)通過無線接入方式存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)中心(云平臺(tái))，通過在數(shù)據(jù)中心對(duì)采集的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，產(chǎn)生分析結(jié)果數(shù)據(jù)，最終以服務(wù)的方式為演示終端軟件、 移動(dòng)端APP或者第三方氣象、 環(huán)境應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支撐。

為全面客觀反映區(qū)域的空氣量狀況，了解區(qū)域內(nèi)大氣污染水平分布強(qiáng)度，分析區(qū)域內(nèi)整體大為全面客觀反映區(qū)域的空氣量狀況，了解區(qū)域內(nèi)大氣污染水平分布強(qiáng)度，分析區(qū)域內(nèi)整體大氣污染物的濃度水平和傳輸規(guī)律，研判大氣污染發(fā)生發(fā)展趨勢，為污染減排及監(jiān)控提供數(shù)據(jù)支撐。

三．系統(tǒng)架構(gòu)：

無人機(jī)的大氣環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)主要由大氣環(huán)境數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)匯聚平臺(tái)、多媒體應(yīng)用綜合層所組成。

大氣環(huán)境數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：該部分主要由PM2.5 傳感器、PM10 傳感器、SO2濃度傳感器、溫濕度傳感、GPRS無線數(shù)據(jù)模塊等組成。由于無人機(jī)系統(tǒng)無法搭載質(zhì)量較大的設(shè)備，為了減少整個(gè)系統(tǒng)的重量，采用小型系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，更大限度地延長整個(gè)系統(tǒng)的飛行區(qū)域以及飛行時(shí)間。

數(shù)據(jù)匯聚平臺(tái)：采集到的數(shù)據(jù)通過GPRS傳輸?shù)皆破脚_(tái)，平臺(tái)再對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析和儲(chǔ)存，同時(shí)利用ArcGIS Engine服務(wù)，實(shí)現(xiàn)采集的實(shí)時(shí)查詢分析，歷史調(diào)取以及繪制時(shí)段的歷史空氣質(zhì)量曲線等功能。

多媒體應(yīng)用綜合層：用戶可以通過云平臺(tái)將無人機(jī)采集到的監(jiān)測數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)布到多媒體廣告一體機(jī)、LED顯示屏、電視機(jī)或者平板電腦等各類多媒體顯示屏上。

四．產(chǎn)品介紹：

1. 產(chǎn)品介紹

圣凱安無人機(jī)氣體檢測儀是一款高性能的無人機(jī)環(huán)保監(jiān)測設(shè)備，可同時(shí)搭載6支傳感器，與無人機(jī)、汽車等移動(dòng)載具相互配合，實(shí)現(xiàn)“去到哪里，檢測就到哪里”。同時(shí)，圣凱安還配備了專門的分析軟件，可以讓用戶更直觀地對(duì)氣體濃度、成分進(jìn)行查閱。

檢測儀內(nèi)置的電化學(xué)傳感器模組在傳統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，提高了設(shè)備的穩(wěn)定性，能有效抵抗天氣，氣壓，風(fēng)速等不定因素的影響，以達(dá)到高速行駛，快速穩(wěn)定，迅速抓拍，高清像素的效果。在硬件本身的安全方面，圣凱安技術(shù)人員通過改變外殼材料來保障內(nèi)部線路安全，達(dá)到防濕、防爆、抗壓的效果，保障監(jiān)測流程的順利進(jìn)行，監(jiān)測任務(wù)的保質(zhì)保量完成。

審核編輯：符乾江