浅谈无人机在生态环境管理中的运用
摘要
关键词
无人机;生态环境管理;运用策略
正文
伴随着人类对生态环境的关注,越来越多的高新技术被运用到了生态环境的管理之中,由于其本身具有的优良的性能和优点,可以在生态环境的管理过程中,将自己的功能完全发挥出来,进而获得了生态环境发生的变化,为生态环境的优化提供了准确的数据。所以,要将无人机的优点完全利用起来,为生态环境的管理提供了一种有效的保障。无人机可以在任何位置、任何时间对其进行拍照,它具有操作简便、适应能力强等优点,可以使其得到的图像更加真实、更加清晰。正是由于这一点,无人机技术被越来越多地应用于各种领域,从而可以有效克服许多地表调查所不能克服的困难,极大地减轻野外调研的工作量,并提升工作效率,因此得到普遍的认可
一、无人机的相关技术以及运用优势分析
(一)无人机的相关技术
无人机主要是在信息科学技术的辅助支持下,通过远程操作的方式,以实现一种无人驾驶的模式。在实际使用过程中,只需要明确需要观察或者监控的区域后,在该区域放置无人机,便可以通过无人机各个系统和数据采集功能,对这一篇区域环境展开相应的搜集。在无人机技术当中,最关键的就是遥感传感技术,它将直接影响到工作人员能否对无人机进行有效的操控,同时也影响到无人化数据采集的精度和数据传输的稳定性,无人机会利用遥感传感技术对地面或是空中的数据信息进行收集,并对这些数据进行加工处理,然后传送到有关的电子操纵设备中,这样工作人员就可以获得准确的遥感图像。
(二)无人机技术的应用优势
伴随着现代信息技术和科技的不断发展,无人机的技术变得更加成熟,并逐步走入了人们的生活中,可以被广泛地运用在生态环境的管控工作中,同时也不会给环境管理部门带来更多的经济压力。相比于传统的手工采集,无人驾驶飞机具有高质量、高效率、不受限于时空等优点,可以在复杂多变的作业环境下自由活动,甚至可以深入到人为无法到达的区域。与此同时,在对数据进行收集的时候,可以最大程度地还原出数据采集的现场,确保图像数据的精度,大大提升后期对环境进行控制的工作的质量。
在具体优势上,首先表现出的是高影像分辨率,在传统的工作机制下,目前主要依赖于手工进行的环境污染状况调查,这既制约环境调查工作的开展,也制约监测结果的精确性。然而,借助无人机,不仅能实现高精度、减少气象、环境等影响,还能实现实时的环境信息采集。无人机能够符合当前快速监测环境的要求,尽可能在较短时间内完成相关环境数据采集,为生态环境保护提供有利依据。其次表现出较强适应性,生态环境管理工作涵盖了森林、湖泊、荒漠等多种地区,大部分地区都是在恶劣的自然环境下进行,增加环境管理工作的难度,也给人身安全带来了隐患。利用无人机技术,能够在无人机的飞行过程中,更精确地获得在恶劣情况下的生态环境资料,有效地保护工作人员的安全,不需要工作人员亲自到现场进行监控。最后是表现出经济实惠性,随着国家环保事业的迅速发展,对其进行监控的区域也在不断扩大,若仅凭人力进行监控,势必会增加系统的运行费用。在使用无人机遥感技术的时候,虽然前期的设备投资会相应地增加,但是从长远来看,可以节约人力、物力和财力,从而达到节能降耗的要求,这与当下绿色化发展的理念相吻合。
二、无人机在生态环境管理中应用
(一)在森林治理方面应用
现在,森林退化的情况十分严峻,它也是目前环境治理工作中的一个重要环节,同时也是一个困难环节。它的困难主要表现在,在处理过程中,它要消耗很多的人力和财力,还得有工作人员长期的监督,这样才能达到一个质的变化,最后,对已经退化的森林进行有效的处理。若单纯依靠人为措施,对已退化的林地进行治理,其工作量很大,而且其工作的质量与效果都比较低下。所以,可以将无人机技术引进这一领域,我国在这一方面已经取得了技术突破,研制出来的无人机主要应用于森林退化地区的播种工作。首先,将树木放置在无人机的胶囊内,再由工作人员进行系统操作,将胶囊内的种子发射到土壤中,从而使无人机进行自主的播种。相对于人工种植,无人机每分钟能种植十株,让种植效率大幅提升。除此之外,无人机还可以被应用到对森林退化的监督工作中,对森林的退化范围进行高效地监控,对森林的生长展开实时地追踪和调查,并将它们进行与之有关的数据汇总,工作人员以这些数据信息为依据,研究出森林退化的防治方案,在森林发生病害或者其他灾害的时候,也可以在第一时间采取相应的措施来防治。
(二)在大气环境管理方面应用
空气环境的变化十分复杂,各区域所产生的空气污染也各不相同,这就使得空气环境管理的难度很大,需要结合实际,制定出有针对性的防治方案。同时,因为工作人员不能深入到空气中去,所以对空气中的污染物进行监测和分析是非常困难的。所以,能够将无人驾驶的遥感技术发挥到最大,从而实现对空气环境的高效监控和数据采集。通过控制无人机,将其送入大气层,采集其中的痕量气体、水蒸气、臭氧等组分。还可以使用无人机遥测技术,有目标地检测目前的空气中的浓度,通过光线的直接和反射,判定目前空气中的痕量分子,从而确定空气中含有的污染物及其污染水平。在使用无人机进行空气环境的资料收集时,工作人员要针对特定的空气状况来收集并分析这些资料,比如,在进行有毒气体的监控时,要把化学烟气和SO2做为主要收集资料,才能确保收集资料的正确性。与此同时,在城市空气污染防控工作中,通过使用小型无人机进行空中巡逻,与卫星遥感相结合,实现对空气污染源的大面积、精确调控,不留死角,从而形成一个能够反映空气污染状况的区域地图,从而能够对空气污染防控工作起到一定的作用。
(三)在动物栖息地监测方面应用
在实践中,无人机具有很高的灵活性,而且现在的无人机具有较高的耐久度和稳定性,而且它的图像拍摄功能也变得更加清晰,能够给工作人员带来更加清晰的图像,所以,可以把无人机应用到对动物栖息地的监控中。对动物生境的监控具有十分重大的意义,它会对生态系统的稳定性产生很大的影响,也会对国家的动物保护事业起到积极的推动作用。而且,监控的区域很大,从地面到天空,再到海洋,再到沙漠,只要有生物存在,都要进行监控。若是单纯依靠人工的话,不但不能有效的进行监控,反而还会增加对生境的保护成本,所以方森岩可以利用无人机,利用无人机的三维建模技术来进行搜索。工作人员能够使用无人机的航拍功能,再加上 GPS技术等,对栖息地展开全方位的数据扫描,在此基础上,建立出一个三维的模型,将栖息地中的树木、河流、山峦等的分布状况建立成一个特定的模型,并按照真实的数据信息的改变来对模型的数据进行动态的调节,经过一次与一次的比较,能够迅速的反应出它们的栖息地的改变,从而制定有针对性的对策来保护动物的栖息地,保持生物多样性和可持续发展。
(四)在矿产环境方面应用
由于采矿活动带来的生态环境损害十分严重,不但包括了矿山的地质损害,还会对周围的天然生态环境产生一定的影响,比如:山体垮塌、水土资源流失、固体垃圾引起的土壤污染、水污染等。在这一点上,无人机技术得到很大程度上的应用,它可以通过无人机来对矿业周围的环境展开实时的监测,并把采集到的数据转化为数据库,通过这种方式,可以更快地了解到矿业工作中环境污染的范围、类型和程度,便于工作人员按照这些数据来进行有针对性的环境治理。
(五)在水环境管理方面应用
在目前的环境控制工作中,以水环境监控与治理为核心的是水环境控制工作。控制水体的水质是一项很困难也很复杂的工作。水文与地质条件密切相关,与季节性的改变密切相关,增加水文监测的困难。在水环境的监控与控制工作中,工作人员能够利用无人机的遥测技术,对局部区域的水环境进行拍摄与监视,生成特定的水源图像,为后续的水环境治理工作提供依据,同时还能通过图像与数据,对目前区域内的水源、污染状况等进行动态分析,还能与区域内的地理环境进行对应,提升区域水环境治理规划的科学性。
三、无人机在生态环境管理中应用注意事项
首先,需重视资料搜集管理。在利用无人机技术进行环境管理之前,必须对有关的数据进行全面的搜集与整理,其中包含地形信息、矢量数据、历史属性数据等,同时还要对有关地区的天气情况及未来一段时间的发展趋势进行充分的认识,保证无人机的安全,并在考虑各种因素的基础上进行路线的规划。
其次,必须规划到无人机拍摄区域。确定无人机的起始点和终结点,并掌握其在飞行中的各种问题,在进行路线规划的时候,要对该地区的地形地貌、建筑物分布特点以及植被状况等进行充分的认识,以减少对无人机的影响。保证全程的准确性和完整性,避免无人机的盲点。利用 LiDAR地面观测系统,对航路规划起到了一定的帮助,并对其进行详细的海拔测量。无人机的飞行参数应在40-120 m之间,避免飞得太低而发生碰撞。该方法的优化目标为30-45°,对地表的分辨能力约为10厘米,方位重叠率不低于80%,侧面分辨能力不低于65%。
最后,加强巡查工作。在现场调查工作中,找出最优的起降位置,并做好仪器的调试,保证仪器在最优的工作条件下,选取适当的气象条件进行监控。在无人机着陆之后,还应当对图像的品质执行一次彻底的检验,以保证其符合资料传送的要求。若所得到的资料很难反应出该地区的环境情况,还应当适时地进行补摄工作,对飞行路线进行重新规划,从而提升资料的信息质量。
结束语:
综上所述,在当今的社会发展中,生态环境管理工作已经成为了不可或缺的一部分,环保部门应当意识到无人机技术所具有的优越性,将其应用到环境管控工作之中,从而提升各方面的环保工作的品质和效率,达到人与自然的协调发展,给人们带来一个更加美好的生活环境。
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