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幻飞智控无人机入河排污口排查解决方案

时间:2019-02-23

前言:为解决入河排污口数量、位重不清,传統清查方法投入大、效率低、准确性差的问题,利用幻飞智控无人机开展入河排污口清查,针对无人机清查入河排污口的实施方案,总结了入河排污口识别的方法,为开展入河排污口监督管理提供了新的技术途径

1.入河排污口清查面临的问题

入河排污口量多面广,一些设置位置隐蔽或地形复杂,清查难度大,基层水资源管理队伍力量不足,完成清查任务难度大,以往巡查对江边排污口进行走访排查,但走访很难达到精准定位的目的,难以有效完成入河排污口清查工作。这也是历次入河排污口清查数据不准确的重要原因。
我国每年的废污水排放总量巨大,去年全国废污水排放总量达700亿t,对河湖健康构成了严重威胁。入河排污口是污染物进入河湖的最后关口,加强其监督管理非常重要,需要首先全面准确掌握人河排污口设置信息。由于我国入河排污口数量多,分布广,有的入河排污口处于非常隐蔽、地形较为复杂的区域。加之入河排污口监督管理工作起步较晚,传统的清查方式存在投入大、效率低、准确性低等问題,导致入河排污口清查的难度很大。当前,无人机技术、卫星定位技术、航空摄影技术、地理信息处理技术已非常成熟,可应用于入河排污口的发现与识别。

2.无人机入河排污口的识别

通常情况下,入河排污口设置有5种方式,即明渠、管道、泵站、涵闸和浸没式。明渠、泵站涵闸3种方式,由于工程体量较大、工程特征明显,采用高分辨率航空摄影技术可准确发现。管道排水排污口可能会有植物或其他覆盖物遮蔽,浸没式排水的排污口在水面以下,传统人工察看的方式难以发现,通过使用无人机进行环境巡查,扫描快速、高效,视频直观方便,相片清晰,视觉广泛,能有效弥补环境监管取证难、取证滞后的问题,切实提高环境监察工作效能,克服时间和空间的限制,提高工作效率。
  • 遮蔽条件下排污口的识别
管道排水排污口遮蔽有两种典型情况,一是植物生长茂盛形成的遮蔽(见图1),二是土石等材料陌盖形成的遮蔽(见图2)

图1.正在排水的排污口特征

图2.石块遮蔽的排污口

植物生长茂盛遮蔽的排污口,在实践中可考虑三个特点进行识别,一是正在排污的排污口处会有明显的水流;二是排污口处水分充足,植物生长较相邻之处植物生长明显茂盛;三是排污口出水处会形成明显的冲击痕迹,即由于冲刷导致的无植物生长、砂石等堆积的情况。

土石等材料覆盖遮蔽的排污口,在实践中可考虑两个特点进行识别,一是在未经岸线整治的河段,土石覆盖本身与周围影像就有明显的差异,二是在设置无人机航线是考虑航线与岸线之间形成定水平距离,避免垂直排污口方向拍摄,可有效消除排污口上方遮蔽的影响

  • 浸没式排水的入河排污口识别

浸没式排污口是传统的人工巡察识别排污口的难点,同时也是无人机清查的难点。相对于人工巡察,无人机排污口巡查的优势表现在:

一、浸没式排污口设置时会明显低于周围河床,形成较大空洞(见图3),排水处水深大于周围水深,无人机影像上看水的颜色较暗;

二、正在排污的排水口附近会形成污染带,水的颜色与周围水的颜色会有明显差异;

三、可通过幻飞智控无人机搭载云台相机、红外热成像或水谱分析设备分析水温、水质差异辨别是否是排污口。


图3.
水面下存在的较大空洞(疑似排污口)

3.无人机入河排污口排查工作

一、在幻飞无人机排污口巡查的岸线范围内,首先利用工业级无人机对岸线进行低空航空拍摄,寻找入湖排水口,对排水口进行定位和航空影像留存;

二、幻飞无人机自动识别排污口污染特征,单独形成一个工作底稿

三、针对上述调查结果,形成排污口调查报告

四、对于幻飞无人机实时采集的入河排污口数据,实时上传至幻飞无人机环境监测云平台(图4),进行大数据对比分析


图4.幻飞无人机环境监测云平台

有些入河虽然可以通过人工进行巡查,但是效率低下,并且在岸上拍摄时,角度受限,无法拍摄河流正上方的图像。而幻飞智控无人机则可以在飞行中,对入河排污口上方进行视频拍摄或照片拍摄,能够将入河排污口的情况一览无余,避免垂直排污口方向拍摄,可有效消除排污口上方遮蔽的影响。并且排查速度是人工的3-5倍。

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