【应用方案】无人机环境监测解决方案

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1 天津腾云智航科技有限公司（中海达旗下子公司） 无人机环境监测解决方案 2 天津腾云智航科技有限公司（中海达旗下子公司） 目录 1 行业现状....................................................................................................................................3 2 解决方案....................................................................................................................................4 2.1 建设项目环境保护管理...................................................................................................4 2.2 环境监测..........................................................................................................................5 2.3 环境应急..........................................................................................................................7 2.4 生态保护..........................................................................................................................7 2.5 环境监察..........................................................................................................................9 3 产品介绍.................................................................................................................................10 3.1 无人机系统....................................................................................................................10 3.2 无人机搭载传感器.........................................................................................................12 3 天津腾云智航科技有限公司（中海达旗下子公司） 3.3 iGCS-1 高清数字图传系统............................................................................................12 3.3 无人机系统软件介绍.....................................................................................................14 4 产品咨询.................................................................................................................................14 5 本地化服务机构......................................................................................................................15 4 天津腾云智航科技有限公司（中海达旗下子公司） 无人机环境监测解决方案 1 行业现状 目前我国正处在工业化和城镇化高速发展的新时期，随之带来的环境问题也日益凸显。近年来，雾霾 不断“袭击”着我国大部分城市，使得城市居民深受其害，所以对于日益严重的环境问题的监测和治理已刻 不容缓。环境基础数据资料的获取是做好当前环境保护工作的前提， 环境基础数据资料的精确性、 可靠 性和时效性也迫切需要提高。 传统环境监测面临问题  人工去实地勘察、采样方 式，工作量大、工作效率 低，获取信息周期长  采用环保、规划、测绘等部 门已有的资料作为环境监测 基础资料，数据时效性差  利用卫星遥感数据进行环境 污染监测，数据重访周期 长，分辨率低  利用载人飞机获取环境监测 基础资料，使用成本高，维 修费用高，操作复杂，空域 申请复杂 2 解决方案 2.1 建设项目环境保护管理 建设项目所在区域的现势地形图，是建设项目环评阶段环评单位编制的环境影响评价文件之一。无人 机航测系统能够为环评单位在短时间内快速时效性强、精度高的图件作为底图使用， 并且可有效减少在偏 远、 危险区域现场踏勘的工作量，提高环境影响评价工作的效率和技术水平，为环保部门提供精确、可靠 5 天津腾云智航科技有限公司（中海达旗下子公司） 的审批依据。 建设项目区域地形图测绘  首先，对测区地形进行踏勘，并规划无人机飞行航线；  其次，利用固定翼无人机 iFly U3 搭载高分辨率航拍相机 Sony A7r 进行区域航拍，获 取高分辨率航片及 POS 数据；  然后，利用 Pix4Dmapper 软件，对航拍数据进行空三加密；  接着，利用摄影测量工作站，导入空三加密成果，进行立体测图，得到测区大比例尺 地形图；  最后，结合高分辨率正射影像和大比例尺地形图数据，为环评部门进行环境影响评价 提供依据。 无人机制作区域地形图的优势：  可节省大量外业人工成本；  工作效率更高；  数据现势行强，分辨率更高，精度可达厘米级。 2.2 环境监测 传统的环境监测通常采用点监测的方式来估算整个区域的环境质量情况，具有一定的局限性和片面性 。 无人机航测系统具有视域广、及时连续的特点，可迅速查明环境现状，为环保部门作出科学合理的环境保 护措施提供有力的依据。 6 天津腾云智航科技有限公司（中海达旗下子公司） 水环境质量状况监测  首先，根据待监测水域地形地貌，制定无人机水质状况监测计划；  然后，利用多旋翼无人机 iFly D1 搭载搭载多光谱成像仪进行区域航拍，快速获取水域 多光谱图像，直观全面地监测地表水环境质量状况；  最后，根据多光谱影像，生成水质富营养化、水华、水体透明度、悬浮物排污口污染 状况等信息的专题图，从而实现对水质特征污染物监视性监测的目的。 多旋翼无人机水质监测的优势：  作业效率更高，覆盖面积更广，可节省大量人工成本；  数据分辨率高，细节丰富；  数据成果丰富，可实现水质状况的实时监测。 大气污染实时监测  利用多旋翼无人机 iFly D1 搭载图传设备，进行实时监测； 7 天津腾云智航科技有限公司（中海达旗下子公司）  通过高清数字图传设备，将获取的高清图片或视频数据实时回传至地面监测中心；  地面监测中心对接收到的数据进行处理与分析，实时掌握区域重点污染源基本状况。 大气污染专项监测  可利用多旋翼无人机 iFly D1 搭载移动大气自动监测平台对目标区域的大气进行监测， 自动监测已有平台不能够监测的污染因子；  也可利用多旋翼无人机 iFly D1 搭载采样器的方式，将大气样品在空中采集后送回实验 室监测分析。 多旋翼无人机大气污染监测的优势：  拍摄角度更加灵活；  离拍摄目标近，拍摄到的目标细节更丰富；  安全作业保障能力强， 可进入高危地区开展工作， 也有效地避免了监测采样人员的 安全风险。 2.3 环境应急 无人机航测系统在环境应急中，可克服交通不利、情况危险等不利因素， 快速赶到污染事故所在空域， 立体的查看事故现场、污染物排放情况和周围环境敏感点分布情况，为环保部门对环境应急突发事件的情 况了解得更加全面、对事件的反应更加迅速、相关人员之间的协调更加充分、决策更加有据。 无人机环境应急  利用多旋翼无人机 iFly D1 搭载图传设备，进行实时监测；  通过高清数字图传设备，实时传递获取的影像信息；  地面监测中心对接收到的数据进行处理与分析，实时监控事故进展，为环境保护决策 提供准确信息。 无人机应用于环境应急优势：  覆盖范围更广；  可实现数据实时传递，实时监控事故进展； 2.4 生态保护 自然保护区和饮用水源保护区等需要特殊保护区域的生态环境保护一直以来是各级环保部门工作的重 点之一，而自然保护区和饮用水源保护区大多有着面积较大、位置偏远、交通不便的特点，其生态保护工 作很难做到全面细致。 8 天津腾云智航科技有限公司（中海达旗下子公司） 无人机生态保护  首先，在对测区地形进行踏勘的基础上，规划飞行航线；  其次，利用固定翼无人机 iFly U3 搭载高分辨率航拍相机 Sony A7r 进行区域航拍，每 年同一时间获取需要特殊保护区域的高分辨率航摄影像；  然后，利用 Pix4Dmapper 软件，进行空三处理，获得测区每年同一时间高分辨率正 射影像；  最后，通过逐年影像的分析比对或植被覆盖度的计算比对，可以清楚地了解到该区域 内植物生态环境的动态演变情况；也可利用获取的高分辨率正射影像，提取保护区 NDVI 指数，生成指数地图，实时掌握保护区不同类型植被分布情况和生长状况。 无人机应用于生态保护的优势：  覆盖范围更广；  数据分辨率高； 9 天津腾云智航科技有限公司（中海达旗下子公司） 2.5 环境监察 当前，我国工业企业污染物排放情况复杂、变化频繁，环境监察工作任务繁重， 环境监察人员力量也 显不足，监管模式相对单一。 无人机环境监察  首先，利用多旋翼无人机 iFly D1 搭载图传设备，进行实时监测；  其次，通过高清数字图传设备，实时传递获取的影像信息；  最后，从宏观上观测污染源分布、排放状况以及项目建设情况，为环境监察提供决策 依据；  同时，还可通过无人机监测平台对排污口污染状况的进行监测，实时快速跟踪突发环 境污染事件， 捕捉违法污染源并及时取证，为环境监察执法工作提供及时、高效的技 术服务。 无人机应用于生态保护的优势：  覆盖范围更广；  数据分辨率高；  监测角度灵活，拍摄细节丰富。 3 产品介绍 3.1 无人机系统 a. iFly U3 电动固定翼无人机 iFly U3 电动无人机是一款性能优良的固定翼无人机，机体采用全航空复合材料，下反翼尖设计增强飞 行稳定性，支持弹射起飞，定点伞降，高效作业迅速完成航测任务。 10 天津腾云智航科技有限公司（中海达旗下子公司）  iFly U3 无人机性能参数 飞行 系统  最大起飞重量：5.5 千克  机体尺寸(m)：1.70*0.84*0.18  机体材质：航空复合蜂窝材料  续航时间：90 分钟  飞行速度：85km/h  飞行高度：4000m  起飞：弹射起飞  降落：定点伞降 载荷系统  最大载荷：1.5kg  标配：Sony A7R 地面站  控制半径：20km 环境  抗风性能：6 级风  工作温度：-20°C～60°C  抗雨能力：小雨 飞机操控  架设时间：10 分钟  操控方式：全自主起飞降落 b. iFly D1 电动多旋翼无人机 iFly D1 为专业级多旋翼飞行器，机身采用进口碳纤预浸料材质，强度高、重量轻、寿命更长，三叶碳 纤空芯桨，升力大、荷载能力强，可搭载可见光相机、红外热像仪、倾斜相机等机载设备。 11 天津腾云智航科技有限公司（中海达旗下子公司）  iFly D1 无人机性能参数 飞行 系统  起飞重量：8kg  荷载能力：3kg  轴距：1.1m  机体尺寸（m）：1.8*1.8*0.485  机体材质：3k 高强度预浸碳纤维  续航时间：70 分钟  飞行速度：10m/s  飞行高度：4000m  起降方式：垂直起降  组装方式：机臂可拆卸 载荷  标配：Sony A7R  选配： ①倾斜相机、高光谱相机 ②图传系统+摄像机、红外相机 地面站 系统  控制半径：10 km  选配：ADS-B 空域监管系统 环境  抗风性能：6 级风  抗雨性能：小雨 飞机 操控  架设时间：10 分钟  操控方式：全自主起飞降落 3.2 无人机搭载传感器 专业摄像机 iCam-V2 18 倍高清变焦可见光昼夜双模视频载荷，实现白天/夜间星光级高清视频大区域普查和变焦后高清视 频细节详查，同时可以对关注的细节进行拍照取证。 云台参数 镜头参数  输入电压:4S～6S  工作温度:-10℃～45℃  稳像轴数:三轴  控 制 角 度 范 围 :-40° ～ 40° （ 滚 转 ） ， -110° ～ 30° （ 俯 仰 ） ， -  镜头:1/4 英寸 300 万像素 CMOS SENSOR  输出分辨率:1920×1080P / 30 帧  变焦镜头:18 倍光学变焦 功能 12 天津腾云智航科技有限公司（中海达旗下子公司） 165°～165°（方向）  控制精度:0.03°  重量:<600g  材质:航空铝合金、尼龙 支持宽动态，动态范围高达 105dB AV 模拟输出，1080P 视频流本地存储 实时快速对焦功能，对焦时间<1S 支持垂直翻转/水平镜像/静像，自动白平衡，自 动增益，自动色彩校正 3.3 iGCS-1 高清数字图传系统 iGCS-1 高清数字图传主要用于无人机视频图像实时传输的数字系统。发射机采用国际先进的 COFDM（多载波编码正交频分复用）调制技术和 H.264 编码技术，可传输最高 1080P 高清画质。地面接 收站采用双天线冗余接收，传输距离更远更可靠，显示屏采用高亮屏，具备强光下清晰可见的特点，能够 在移动速度较快的无人机上使用。 iGCS1-TX 接收机参数  传输分辨率:1920×1080，60P/50P  传输距离:5km@100m（距离可升级）  工作频率:340MHz±50MHz  信道带宽:2M-8M  视音频输入:HDMI 接口  音频格式:MPEG-2@ ML 4:2:0  产品尺寸:70mm×80mm×28mm  重量:180g（含散热风扇） iGCS1-RX 地面接收站参数  传输分辨率:1920×1080，60P/50P  信道带宽:2M-8M iGCS1-TX 机载发射机 iGCS1-RX 地面接收站 13 天津腾云智航科技有限公司（中海达旗下子公司）  接收灵敏度（dBm）:106  端到端时延:500ms（低延时）  工作频率:46MHz-860MHz 可调  视音频输出:HDMI, CVBS 复合同步  产品尺寸:447×427×109mm  重量:6000g 3.3 无人机系统软件介绍 Pix4Dmapper 影像处理软件 Pix4Dmapper 是目前市场上独一无二的集全自动、快速、专业精度为一体的无人机数据和航空影像 处理软件。无需专业知识，无需人工干预，即可将数千张影像快速制作成专业的、精确的二维地图和三维 模型。 Pix4Dmapper 软件功能参数： 无人机优化的空三和区域网平差 √ 正射镶嵌（GeoTIFF） √ 点云加密 √ Google Map瓦片 √ 地面控制点编辑 √ DEM（GeoTIFF，TXT） √ 自动生成精度报告 √ 点云（PLY，TXT） √ 快速处理模式 √ 三维模型（OBJ） √ 镶嵌编辑工具 √ 空三、区域网平差和相机参数 √