无人机遥感技术在饮用水源地环境监管中的应用研究_周鑫.pdf
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1、专题与综述-181-无人机遥感技术在饮用水源地环境监管中的应用研究周 鑫1,张蓝月2,李 云3(1.贵州绿兴清源环保有限责任公司,贵州 贵阳 550001;2.贵州科学院 贵州省山地资源研究所,贵州 贵阳 550001;3.贵州省环境工程评估中心,贵州 贵阳 550001)摘要:饮用水源地数量多、分布散、范围大,传统的人工监管手段无法快速、全面地掌握其存在的环境问题,给饮用水源地环境违法问题的监督、解决造成了极大的困难。无人机遥感技术是新兴的航空遥感技术,具有高效率、高精度、无死角等优势,利用无人机遥感技术可以全面发现饮用水源地的环境污染,有效解决了饮用水源地监管能力不足的问题。本文对贵州省某
2、模拟饮用水源地进行示例研究,取得了较好的成效。关键词:无人机遥感技术;饮用水源地;环境监管中图分类号:TS5 文献标志码:A DOI:10.20025/ki.CN10-1679.2023-02-62Application of UAV Remote Sensing Technology in Environmental Supervision of Drinking Water SourcesZhou Xin1,Zhang Lanyue2,Li Yun3(1.Guizhou Lvxing Qingyuan Environmental Protection Co.,Ltd.,Guiyang 55
3、0001,China;2.Guizhou Institute of Mountain Resources,Guizhou Academy of Sciences,Guiyang 550001,China;3.Guizhou Environmental Engineering Assessment Center,Guiyang 550001,China)Abstract:The number of drinking water sources is large,the distribution is scattered,and the scope is large.The traditional
4、 manual supervision means cannot quickly and comprehensively grasp the environmental problems in drinking water sources,which has caused great passivity in the supervision and resolution of environmental violations in drinking water sources.UAV remote sensing technology is a new aviation remote sens
5、ing technology,which has the advantages of high effi ciency,high precision,no dead space,etc.Using UAV remote sensing technology can comprehensively fi nd the environmental problems of drinking water sources,effectively solving the problem of insuffi cient supervision capacity of drinking water sour
6、ces.This paper takes a simulated drinking water source area in Guizhou Province as an example,and has achieved good results.Key words:UAV remote sensing technology;drinking water source;environmental supervision1概述水是生命之源,饮水安全问题事关群众的生命安全和健康水平,是最大的民生问题,近年来,随着我国经济的飞速增长,水资源的开发利用程度也在不断加大,饮水安全问题面临严峻的挑战。饮用
7、水源地保护是保证饮水安全的基础,受到了相关部门的高度重视,为了防止饮用水源地污染、保障水源水质,因此对饮用水源地一定范围的水域和陆域划定了保护区,并且出台了中华人民共和国水污染防治法关于答复全国集中式饮用水水源地环境保护专项行动有关问题的函等一系列文件,对水源地保护区明确了相关污染防治要求。饮用水源地普遍存在数量多、分布散、范围大的问题,现有的监管人员无法对管理区域进行有效地覆盖1-2,尤其在贵州,饮用水源地多分布在交通不便的山区,在监管人员有限,现场检查和踏勘受道路条件受环境限制较大的情况下,各级管理部门无法快速、全面、准确地掌握饮用水源地内存在的环境问题;加之饮用水源地的保护与管理是一个动
8、态变化的过程,为了掌握水源地内最新的情况,需要持续性地做动态调查,这对管理部门而言,无疑是难上加难。2无人机技术简介无人机遥感技术是将无人驾驶飞行器技术、遥测遥控技术、通讯技术、遥感传感器技术、GPS差分定位技术和遥感应用技术集于一体的技术,根据实际应用需要,可选择不同类型传感器,快速、高效采集遥感信息,经内业处理后获取所需数据的一项新兴航空遥感综合技术,因其具有智能化、专业化、自动化、高效化等优点,已被广泛应用于国土、林业、生态环境等多个领域3-5。无人机遥感系统主要由飞行平台、飞行导航与控制系统、地面控制系统及任务设备等组成。2.1飞行平台无人机设备的航行舞台为无人机设备本体,是搭载导航器
9、、传感器等装置的重要载体。飞行平台上可以携带各种多任务装置,获得的遥感数据,还可以使用机载和地面系统,对遥感影像进行自主拍摄与提取,同步完成航迹的规划与监测、信息数据的自动传送、影像预处理等操作。第一作者简介:周鑫(1992-),男,硕士,工程师,研究方向:生态环境.专题与综述-182-2.2飞行导航与控制系统空中航行与监控是保障空中系统在正常状态运行的基础,包括空中操控板、惯性导航装置、GPS接收器、气压传感器、空速传感器和转速传感器等单元。目前大部分无人机都配备了自主驾驶仪,无人机飞行后,可以根据制定好的路线自行运行,无须人为管理。2.3地面控制系统地面监视系统主要由无人机遥控器、地面供电
10、系统、监控电脑和监视软件等部分构成,用于时刻监控无人机设备的工作状况,其主要功用是:由地面监测站通过传输系统向空中的导航设备和操控人员发送数据和操控命令;收集、保存、播放无人机设备的高程、空速、地速、位置、航向、航迹、航行姿势等各种数据信息;指示任务设备工作状况,并表示发电机速度、机载电源电压等各种数据信息;当机上电池电压不够、GPS卫星失锁、发电机停止、无人机设备失速、飞机姿态数据等差错过点时,发出报警提示。2.4任务设备无人机任务设备,是指收集遥感数据的感应器及遥控设备,工作时一般会被固定地放置于无人机机身的任务仓内。遥感传感器的测控设备,一般为飞行器导航和控制一体化设计,具备控制载荷的定
11、时管理工作、等时间间隔管理工作和等距离间歇工作等功能,并可记录飞行器工作时在航行平台的经纬线、高程,以及飞行器姿势(如横滚角、俯视角航向角)等数值。3研究方法3.1获取饮用水源地模拟的一、二级保护区范围饮用水源地保护区范围涉密,因此,研究通过现场踏勘的方式,赴某饮用水源地现场,通过现场咨询当地村民的方式确定该水源地的取水口,以取水口为中心,向四周外扩750 m作为该水源地模拟的一、二级保护区范围。3.2获取饮用水源地模拟的一、二级保护区正射影像使用大疆御Mavic2行业版无人机对该水源地模拟的一、二级保护区进行航飞,并利用ContextCapture软件处理航飞成果,从而获得该水源地模拟的一二
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