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    空中“照妖镜” 大疆行业无人机助力长江流域河道环境治理

    2022-12-29 11:14来源: 中国环境新闻网编辑:雪儿
      我国河流数量众多,流域面积超50平方公里的河流共45203条,总长度达150.85万公里。随着经济社会快速发展,河流水污染防治的重要性日益凸显,排污口监管更是重中之重。2022年,国务院办公厅印发《关于加强入河入海排污口监督管理工作的实施意见》,明确2023年将完成七大流域干流及重要支流的排口排查的目标任务。
      分级排查,建立流域数字化档案
      我国东部长江流域,河湖众多,为深入贯彻长江经济带发展“共抓大保护、不搞大开发”的战略导向,各地扎实开展入河排污口排查工作。由于流域岸线长、路难走,传统人巡工作量大,且存在安全隐患。对此,发挥无人机的空中“千里眼”作用,能快速获取河道大面积环境信息,并对重点区域精准取证,大幅提高作业效率及安全性。
      为高效高质地完成排口排查,大疆行业应用合作伙伴南京木牛自动化系统有限公司探索并提供了一整套基于无人机的入河排污口排查方案。
      排查工作依照生态环境部发布的《入河(海)排污口三级排查技术指南》标准执行。一级排查通过无人机航测采集正射影像,初步解译识别疑似排口;二级针对疑似排口,通过人工核查+无人机辅助的方式核实;三级在第一、二级排查的基础上,综合运用大疆经纬M300 RTK无人机搭载多传感器融合H20T负载,进行空中多维度多视角可见光变焦+广角+热成像精细化巡检,开展问题排污口信息复核和热点区域精细核查的工作。同时结合大疆智图软件,搭建重点区域三维实景模型,完善入河排污口底层数据采集。
      一级排查范围包含河流及两侧岸线延伸缓冲区,排查对象包含河流上所有通过管道、沟、渠、涵闸、隧洞等的直接排污口,以及所有通过湿地、滩涂、支流等的间接排污口。由于河道岸线长,传统人工排查存在效率低、影像采集标准难统一、排查遗漏等问题。对此,使用大疆经纬M300 RTK无人机搭载禅思P1高清航测相机,沿河流岸线规划布设带状航线,进行河道带状正射影像数据采集,大幅提高作业效率。
    图:M300 RTK按照规划区域布设带状航线开展影像采集
      数据导入大疆智图,生成高分辨率正射影像(影像地面分辨率≤5cm)。影像成果可直观呈现排污口及周边环境信息,并进行排口标识及存档,最大限度避免漏排查。
    图:河道正射影像成果
      二级排查以一级排查解译的疑似排污口,敏感区域作为现场排查对象。结合基于大疆上云API开发的入河排污口排查系统,对排查范围内的河流、河涌、集聚区、污水处理厂、规模农田等开展全口径排查,做到“有口必查、应查尽查”。
    图:结合入河排污口排查系统推送疑似点位,提高效率
      由于正射影像只能展示平面俯视视角,不能很好地展示河道垂直护坡排污口情况,因此在二级排查中采用人工与无人机结合精细化排查,可以获取高清晰度、多视角的排污口信息。对于现场人工难以到达点位,或排查区域存在危险的区域,采用经纬M300 RTK搭载禅思H20T,通过广角+变焦同步拍摄功能,同步获取周边环境及问题点细节影像,开展无人机精细化巡检核查。
    图:人工难以到达点位,广角及长焦同步高效取证
      在一、二级排查的基础上,三级排查针对疑难排口、敏感集聚区、重点河道河岸、遮挡盲区等热点区域,开展多维度可见光变焦+广角+热成像精细化排查,识别隐蔽排污口及水下暗管排污口。同时结合无人机搭载禅思P1及大疆智图精细化三维建模技术,搭建排口周边环境三维实景模型。实现任意角度获取排口以及周边环境情况,便于分析研判污染来源。
    图:三维实景建模成果
      本次排查河流岸线总长度2976公里,排查出16355个疑似排口、1767个敏感区域,投入人力32人、耗时18天完成数据采集。相比传统人工排查,效率与质量大幅提升。
    城市复杂水系,快速精准勘验取证
      分布于城区的分支河道,往往河道环境复杂,所面临的排查对象往往更加多样、隐蔽。借助行业轻便小型无人机,可极大补充人力难以覆盖的盲点,提升巡护安全性。来自南昌的环保公益组织青赣环境交流中心在使用无人机助力水污染调查方面也有独到经验。
      在水污染日常调查工作中,如何快速识别污染源是一大难点。传统调查方式中,需要人工巡查采集水体样本送往实验室进行水质检测,慢的时候甚至要一周才能出结果,速度慢、成本高。
      借助无人机多光谱遥感技术,可准确高效地识别河道大面积的污染分布情况,就像是给河流照X光,透过光谱变化快速掌握水污染情况,极大提高了大面积河段的排查效率、降低了排查的成本。锁定重度污染区域后,再采用重点针对性巡查方式,使用无人机可见光+热成像功能排查问题排污口。
    图:无人机多光谱遥感水质分析图
      随着监管部门对排污口的监管日益完善,利用雨水排口排污的行为日益增多。有些排污口隐藏在雨水排口中,污水与雨水混杂在一起,排查人员即便到了现场也未必能发现。传统作业方式中,只能通过水质检测方法去识别,存在取样难、危险大、速度慢等问题。
      借助大疆行业应用小型无人机搭载的红外热成像相机能高效识别隐蔽暗排口。正常雨水排放与河道自然水体温差较小,而污水常温度较高,在热红外影像上,污水排口位置、污水扩散范围都十分明显,是雨水还是污水一目了然。帮助一线生态执法人员快速溯源取证,极大提高效率。
    图:可见光与红外视角下雨水排口影像对比
      此外,在河道日常巡查中,针对河岸种菜、垃圾堆放、河岸公共设施损坏、水葫芦覆盖河面等环境问题,巡查人员携带小巧的大疆行业应用小型无人机,可有效提升单人巡查覆盖面积,高质高效守护环境健康发展。
      未来,大疆行业应用将继续推进无人机技术及应用革新,开展遥感监测等实用技术和装备的研发及应用,助力构建“受纳水体—排污口—排污通道—排污单位”全过程监督管理体系,做环保行业守护者们的可靠伙伴。
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