近年来,我国环境污染事故频发、环境应急监测任务繁重。无人机航空遥感技术作为一项空间数据获取的新手段,是对常规环境监测、突发环境污染灾害应急监测的重要补充。历经了近4年的研究实验,由卫星中心主导的“环境污染事故航空遥感应急监测关键技术研究与应用”的项目进入收官阶段。
  
  近日,在北京市海淀区北安河机场,一架无人旋翼直升机从地面缓缓升起,尾翼上有4个醒目的大字——“环鹰一号”。无人机上升至离地面数百米时,直升机开始向南方巡航,飞行了数百米后,无人机开始逐渐降低高度,平稳落地。地面的工作人员也随着无人机的完美“表演”爆发出热烈的掌声。
  
  眼前这一幕,正是环境保护部卫星环境应用中心(以下简称卫星中心)的工作人员对无人机进行的飞行演示,这也标志着由卫星中心主导的“环境污染事故航空遥感应急监测关键技术研究与应用”的项目进入收官阶段。据了解,这一项目已历经了近4年的研究实验。
  
  环境监测任务繁重
  
  无人机遥感填空白
  
  近年来,我国环境污染事故频发、环境应急监测任务繁重。据项目负责人王桥介绍说,我国的环境质量监测主要是根据环境的需要,依靠环保部门在各地设定监测站点,采用定点采样的物理或化学分析测量的方法,对各环境参数指标进行监测。然而,这种常规监测手段监测周期长、监测范围小、缺乏时空上的连续性,且投入大、效率低,需要的人员和专门的设备。尤其在对大范围的环境进行监测时,现有测点数量稀少、代表性不够强,难以全面及时地反映环境质量状况及其动态变化情况。
  
  同时航空遥感技术至今尚未得到应用,环境污染事故航空遥感应急监测技术研究基本处于空白状态,无论是污染事故航空遥感图像快速处理、污染事故航空遥感监测信息提取,还是污染事故航空遥感应急监测系统构建都存在大量的技术问题尚未解决。
  
  针对我国环境污染事故频发的现状和环境监测中存在的难点和弊端,“环境污染事故航空遥感应急监测关键技术研究与应用”项目开展了无人机飞行平台选型、无人机有效载荷和地面监控系统的研究,开发了无人机遥感应急监测的图像处理和信息提取软件,编制了《环境污染事故无人机遥感应急监测技术与规范》等7项技术文件建议稿,形成了“环鹰一号”无人机飞行及数据处理系统,建立了集无人机平台、载荷、数据处理和应用于一体的无人机环境污染事故应急监测系统。
  
  据王桥介绍,无人机航空遥感技术作为一项空间数据获取的新手段,具有续航时间长、影像实时传输、高危地区探测、成本低、高分辨率、机动灵活等优点,是对常规环境监测、突发环境污染灾害应急监测的重要补充。
  
  实现污染事前预警
  
  快速响应事后分析
  
  “环鹰一号”应急监测系统可以在环境污染发生前对污染源分布、重点风险源和事故隐患区域进行预警。一旦污染事故发生,环保部门就能及时接警、迅速响应,此外还能对污染事故发生现场状况、污染事故范围、污染种类、污染浓度、扩散迁移等及时监测。通过航空遥感信息分析,环保部门可以对污染事故的发展趋势、影响和事故损失等做出迅速地判断和评估,极大地弥补了常规监测手段的缺陷。
  
  据介绍,根据突发事件现场的不同情况,无人机还可以选择不同的飞行高度进行全方位遥感监测。无人机在几分钟内就能拍摄上百张的高清图片,回到地面后再通过配套的软件进行图片拼接,从而得到飞行范围内的整体图像。此外,无人机还能够搭载多种不同的设备飞行,在各种条件下都能获得清晰的图像,使污染无所遁形。
  
  环境保护部卫星中心航空遥感部负责人杨海军说:“‘环鹰一号’研发到现在已经是第三代了。我们从代的整机进口再改装,到现在设备全部采用国产配件,完全摆脱了国外对我们的技术限制,也大大降低了使用维护成本。”
  
  在验收会会场外,正在展览的无人机机型夺人眼球。据了解,目前,卫星中心已经拥有固定翼无人机4架、旋翼无人机2架、手抛式无人机1架,已基本覆盖了所有用途和实际需要。
  
  “环鹰一号”无人机曾多次在事故现场进行遥感监测,帮助调查组处理了数起突发环境事件,为事故处理、污染预判等工作提供了大量数据支撑。环境保护部环境应急与事故调查中心工作人员告诉记者,“无人机监测对我们在现场处置事故的用处太大了,我们能从发回的数据中及时分析污染扩散趋势、污染范围等。”
  
  据了解,目前项目研究成果已经为环境保护部污染事故应急处置和管理工作提供了及时、有效的技术支撑,在贵州铜仁尾矿库泄漏、青岛黄岛溢油、京津冀大气污染防治督查等重大突发环境事件应急监测和监督性监测中得到实际应用。