天地空的遥感“尖兵” 无人机在环保中大显身手

2017-07-04 11:03:29    来源:中国环境报

摘要:无人机执行任务不仅仅是野外飞行,数据处理、信息提取、统计分析等才是核心环节

  “哒哒哒,哒哒哒,哒哒哒……”一串清脆且富有韵律感的马达声,在一片空旷平整的农田上空响起。湛蓝的天空下,一架主体白色、装饰有蓝绿条纹的无人机在轰鸣中飞上了天空。它即将执行的是一次环境监测任务。

  执行此次无人机监测的是环境保护部卫星环境应用中心(以下简称“卫星中心”)航空遥感部,工程师李营告诉记者,这架无人机翼展2.6米,可负荷3公斤,此次携带的设备为可见光相机,能在一两个小时内对方圆50多平方公里的区域进行全方位的深入勘察

  而如果没有无人机上阵,李营他们所花费的时间将是以天而非小时计算。“其实这不算什么,最早的时候,我们用无人机完成了武广高铁将近1000公里的环评验收。”

  这是一个略带神秘的部门,这里的年轻人,是如何利用无人机开展环保工作的?

天地空的遥感“尖兵”

  ▼专业作底色,耐劳为本色,一支年轻敬业的队伍,是环保航空遥感事业发展最大的财富

  卫星中心的航空遥感部承担着环保监测、监察以及环境事件应急等任务,如大气污染源无人机监察执法、国家重点生态功能区县域生态环境质量无人机抽查等。很难相信,承担这么多重要任务的部门,人手常年维持在3~4人,最多时也不过5人。

  让人印象深刻的是这支队伍非常年轻化,平均年龄刚30出头。他们每个人都具备扎实的专业知识——

  1985年出生的李营是中国人民大学环境学院的研究生,主攻方向就是地图学与地理信息系统;1986年出生的朱海涛是中国科学院遥感所的研究生;1987年出生的檀畅也具有相同的学术背景。部门主任杨海军,本科及研究生毕业于全国专业第一的武汉大学测绘专业,后又进入中科院地理所攻读博士学位,并在清华大学完成博士后学习,专业功底扎实深厚。

  在杨海军的带领下,这支队伍能打大仗,能扛硬仗,出色地完成了上级交办的诸多复杂而繁重的任务。如今,一旦发生环境应急事件,航空遥感部可以在两个小时之内就完成应急处置方案,飞行大队在12个小时之内赶到现场,24个小时之内报告应急监测图,48小时之内得出分析结果。

  很多时候,由于时间紧任务重,为了按时完成工作,杨海军他们常常要连续加班。李营告诉记者,在执行武广高铁遥感监测任务时,他连续加班了1个月,每天8点上班,晚上10点多回去,周六周日也不休息,才顺利完成了数据处理、信息提取以及图册制作等一系列工作。

  类似这样的例子不胜枚举。但是,航空遥感部的工作人员却乐在其中。

  部门里最年轻的檀畅说,他没有想到,无人机航空遥感的工作不仅仅是数据处理等技术性工作,还需要练就与空管等部门沟通协调的能力,以及具备在野外工作的吃苦耐劳精神等。

  “有点累。”檀畅说,不过他干劲十足,正摩拳擦掌准备提高自己的数据处理能力、协调能力,希望能尽快适应工作。

  ▼无人机执行任务不仅仅是野外飞行,数据处理、信息提取、统计分析等才是核心环节

无人机执行任务不仅仅是野外飞行,数据处理、信息提取、统计分析等才是核心环节

  谈起无人机航空遥感的那些事儿,李营一下子变得“健谈”起来,滔滔不绝,头头是道。

  他告诉记者,环境保护部开展无人机航空遥感监测监察工作起步很早。2010年,航空遥感部还没有正式成立,他们就承担了武广高铁项目竣工环保验收无人机监测、吉林松花江化学原料桶找寻以及宁夏沙坡头保护区航空监测等一系列任务。而当时,有关无人机应用的最早文献,是关于2008年汶川地震中无人机航拍协助抗震救灾的。

  在一系列的实践锻炼中,卫星中心积累了一定的经验。2011年5月,卫星中心从各个部门抽调精锐人员,正式成立航空遥感部。新建立的部门,依托环保部重大公益项目和能力建设项目,开始了边工作边建设的发展道路,逐渐完善了能力与队伍建设,并完成了对关键技术的攻关。

  “现在,很多人有一个误区,认为无人机执行任务就是在野外飞行。其实,数据处理、信息提取、统计分析、报告撰写等才是无人机航空遥感监测的核心环节,是无人机遥感监察监测的‘大脑’。”李营说。

  他告诉记者,每一次接到任务,工程师都要根据任务要求,在专业知识和经验判断的指导下,规划无人机飞行的区域,预判哪些地方最有可能出现环境问题,从而确定飞行的重点区域及所使用的监察或监测方法等内容。同时,还要确定无人机所搭载的载荷,飞行拍摄的分辨率,确定评估方法,以便后期开展环境变化分析与评估。

  ▼从科研到应用,无人机航空遥感都大有可为

  传统监测往往是“瞎子摸象”,对样品的分析能做到很精准,但对环境整体状况却未必能准确描述和掌握,所以需要大尺度“面上”的监测,而遥感则是最好的方法。

  朱海涛告诉记者,2013年,中石化青岛开发区输油管线发生爆燃事故,一时间海面皆被黑色的原油覆盖。经过多天奋战,海事等部门对大部分原油进行了清理,但原油是否完全处理干净并不确定。

  为了帮助清理泄漏原油,卫星中心航空遥感部使用无人机搭载可见光相机,对原油泄漏海域进行了勘察,果然发现了很多未被清理的死角,帮助原油清理工作顺利完成。

  “看,小小无人机在关键时刻能发挥大作用呢。”朱海涛说起无人机的工作很是自豪。

  同样是在2013年,环保部门在唐山开展大气污染源督察。其中一个工业园区钢铁厂、化工厂非常多,但是现场执法人员抓不到任何证据。“是航空遥感部派出了工程师,出动了无人机,搭载可360度旋转的光电球头升空拍摄,为环境监察执法提供了重要的参考依据”。朱海涛说。

  此外,无人机还在各类环境监察监测中大显身手。

  2013年,江苏省扬州市高邮湖附近的居民反映,湖两边有几家化工厂,将一些暗管铺在了河道里,排出来的水导致很多鱼死亡。可是,环保部门在开展执法检查时,无法确定企业安装暗管的位置,也无法掌握企业直接偷排的证据。为此,他们向卫星中心航空遥感部请求帮忙,希望用无人机搭载红外相机进行航拍。

  红外相机航拍发现,有一段河岸的灰度值明显较高,这意味着这一区域的水温偏高,很有可能就是企业暗管偷排的位置。在这个信息的指导下,当地环保部门很快查处了这几家违法排污的企业。

  谈到未来,李营希望通过自己的努力,为无人机、遥感和环境监测等多种技术的交叉结合做贡献,推动无人机航空遥感步入常态化。“从科研到应用,无人机遥感都大有可为。这是我的事业,也是我的热爱。”李营的想法,也是部门里年轻人们共同的心声。

        ◆中国环境报记者王琳琳

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