案例分享 | 如何利用無人機快速定位氣體污染源?
本文轉載自微信號:無人機(ID:wurenji1）
近年來，無人機在各個領域的應用越來越廣泛、深入，而在環(huán)保和氣體監(jiān)測領域，無人機發(fā)揮的作用也日益顯著。采用無人機搭載靈嗅氣體監(jiān)測設備，可以進行環(huán)保氣體污染溯源、石油化工企業(yè)管道巡檢、垃圾填埋場漏點巡檢等，高效、靈活、安全。
案例一
靈嗅+無人機幫助東莞環(huán)保部門快速找到異味源
居民投訴，臭味已影響生活：2018年11月29日，東莞市環(huán)保局企石分局接到居民投訴，某小區(qū)周邊有強烈的臭味異味，居民懷疑是小區(qū)東側的工業(yè)園區(qū)飄過來的，這已經(jīng)嚴重影響了小區(qū)居民的日常生活。接到投訴后，環(huán)保執(zhí)法人員緊急出動，并使用可飛科技“靈嗅”大氣移動監(jiān)測系統(tǒng)對該小區(qū)周邊的工業(yè)區(qū)進行臭氣排查?？紤]到該小區(qū)周邊有工業(yè)園和土建施工項目，小工廠較多且類型復雜，決定采用無人機搭載“靈嗅”進行空中排查。
大疆M100無人機搭載靈嗅執(zhí)行任務，進行異味源排查工作
靈嗅出擊，快速檢測：在初步勘察周邊環(huán)境后，無人機搭載“靈嗅”大氣檢測設備升空，開始對小區(qū)東側工業(yè)園區(qū)上空大氣污染物進行低空掃描，主要測試大氣中的VOCs（揮發(fā)性有機物）、SO2以及PM2.5等污染物數(shù)據(jù)。在一小時二十分鐘的巡查時間里，靈嗅共檢測面積13.4萬平方米。
數(shù)據(jù)可視化，快速鎖定污染源：靈嗅搭配Sniffer 4D Mapper數(shù)據(jù)實時可視化與分析軟件，快速鎖定污染源，并掌握污染物濃度數(shù)據(jù)，為環(huán)保執(zhí)法快速提供線索：
排查過程中，當搭載“靈嗅”的無人機飛越一工廠廠房上空時，軟件中顯示VOCs濃度急劇上升，色塊濃度最高值達35ppm（該工業(yè)區(qū)的背景VOCs濃度不到0.1ppm），該位置附近區(qū)域PM2.5數(shù)值也明顯偏高，單點濃度最高值達196.0ug/m3。從下圖可以明顯看出濃度高點的具體位置（紅色圈出部分）。
檢測設備：靈嗅+無人機+可視化分析軟件
檢測目標氣體：VOCs
工作時間：1小時20分
工作范圍：13.4 萬平米
檢測結果：色塊濃度最高值 35.0ppm，背景濃度不足 0.1ppm
靈嗅繪制出的工業(yè)區(qū)VOCs等值線濃度圖，紫色位置即為濃度異常區(qū)域
靈嗅繪制出的工業(yè)區(qū)VOCs3D點云濃度圖，紅色標記處為濃度異常區(qū)域
工廠偷排孔無所遁形：飛手操控無人機抵近拍照，發(fā)現(xiàn)此位置是一工廠廠房，廠房頂部有一排換氣孔?，F(xiàn)場執(zhí)法人員推測，該廠房內(nèi)部有大量VOCs無組織排放，經(jīng)廠房頂部的換氣孔直接排放到空氣中（下圖紅色標記部位），疑似為周邊小區(qū)異味的源頭。經(jīng)過現(xiàn)場核查，執(zhí)法人員發(fā)現(xiàn)并當場查處了這家無組織排放有機廢氣的工廠。
圖為VOCs 異常位置無人機拍攝到的照片，紅圈位置即為無組織廢氣排放源頭
案例二
靈嗅+無人機助力石油化工企業(yè)監(jiān)測有毒有害氣體
根據(jù)需求，自由選擇監(jiān)測模塊：2018年4月份，可飛科技通過中石化網(wǎng)內(nèi)采購商向中石化西南油氣分公司成功交付了1套基于靈嗅的無人機大氣檢測系統(tǒng)，用于監(jiān)測氣井放噴過程中釋放出的有毒有害氣體對周邊環(huán)境的影響。氣井放噴釋放的主要是硫化物氣體和其他有機氣體，因此該靈嗅配置了高量程二氧化硫、VOCs、硫化氫檢測模塊。
靈活高效，安全無風險：中石化西南分公司之所以選擇采用靈嗅+無人機監(jiān)測氣井放噴過程中以及放噴后周邊的大氣污染物信息，主要是看中靈嗅+無人機進行大氣監(jiān)測的靈活性、高效性和安全性。
利用靈嗅配套的無人機安裝套件，工作人員簡單幾步就將靈嗅固定在了無人機上面。氣井放噴后，無人機搭載靈嗅迅速升空至放噴池附近，檢測周邊500米范圍內(nèi)大氣污染物濃度的變化，并快速在高空移動，核實污染區(qū)域的邊界。
對工作人員來說，選擇“靈嗅+無人機”監(jiān)測方式，意味著他們不必再開著車親自進入到有可能已被污染的區(qū)域，而只需在離氣井數(shù)百米的指揮中心操縱無人機，并在靈嗅配套的分析軟件上實時查看污染分布數(shù)據(jù)與任務報告就可以了。
實時繪制污染物分布熱力圖，濃度分布一目了然：下圖是靈嗅分析軟件上實時顯示的、放噴后無人機采集的放噴池附近的SO2濃度信息。濃度分布一目了然，SO2網(wǎng)格濃度最高值為241.56ug/m3，圖中藍色橢圓處為放噴池位置，放噴池西北側就是村莊。
一鍵生成報告，快速形成決策依據(jù)：下圖為靈嗅分析軟件一鍵輸出的任務報告，報告中包括檢測項目、檢測時間、分析方法、采樣點、檢測區(qū)域平均尺寸、總面積、濃度最高值與最低值等，信息全面，數(shù)據(jù)精確。中石化西南分公司可據(jù)此評估氣井放噴的環(huán)境影響，以及做出是否需要疏散周邊居民的決策。（根據(jù)中國《大氣環(huán)境質量標準》規(guī)定，居民區(qū)、文化區(qū)等地區(qū)SO2日平均濃度值不得超過150ug/m3，任何一次采樣測定值不得超過500ug/m3。）
案例三
靈嗅+無人機幫助垃圾處理中心監(jiān)測臭氣泄漏情況
2018年12月，深圳某無人機服務公司到訪深圳市龍崗區(qū)某固體資源再生中心，并用可飛科技靈嗅+無人機的方案為固體再生中心的餐廚垃圾處理基地做了大氣污染分布掃描。
人工氣體巡檢危險低效：該固體資源再生中心處理對象為深圳市龍崗區(qū)范圍內(nèi)的餐飲廢棄物、廚余廢棄物、地溝油、果蔬廢棄物等城市有機垃圾，處理能力可達600噸/日，是深圳市處理量最大、工藝最優(yōu)的餐廚垃圾處理設施，每年可處理餐廚垃圾20萬噸。與此同時，企業(yè)對于氣體巡檢的需求也非常大。
然而，該中心負責人表示，他們目前的巡檢方式需要人工手持氣體設備進行檢測，不僅效率不高、而且安全性差（易導致巡查人員中毒），巡檢人員對此非?？鄲馈?/span>
無人機+靈嗅解決方案：了解到項目情況后，該無人機服務公司根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境，制定了無人機氣體初步監(jiān)測方案：無人機+靈嗅?？紤]到現(xiàn)場主要是異味及可燃氣體，所以選擇了H2S、VOCs、CH4檢測模塊。設定好飛行航線、高度、速度等參數(shù)后，無人機搭載靈嗅開始飛行。
保障巡檢人員人身安全：對巡檢人員來說，選擇“靈嗅+無人機”監(jiān)測方式，意味著他們不必再開車或者步行，親自進入到有可能存在有害氣體泄漏的區(qū)域，而只需在垃圾填埋場五公里以內(nèi)的指揮中心操縱無人機，并在靈嗅配套的地面端分析軟件上，實時查看污染分布數(shù)據(jù)與任務報告就可以了。
短時間內(nèi)完成大面積掃描：在不到15分鐘的飛行時間里，搭載了靈嗅的無人機高效地完成場地中6萬多平方米的污染氣體分布掃描工作，同時監(jiān)測H2S、VOCs、CH4等異味及可燃氣體。
數(shù)據(jù)可視化，污染物分布一目了然：無人機飛行過程中，靈嗅將實時監(jiān)測到的H2S、CH4、VOCs的濃度數(shù)據(jù)實時回傳到地面端可視化分析軟件中，并生成三種形式的可視化濃度分布圖：二維網(wǎng)格分布圖、等值線分布圖和3D點云分布圖。把臭氣濃度較高區(qū)域實時、直觀地反映出來，大大縮短了人工排查的時間。
實時生成的H2S（臭氣的一種）分布等值線分布熱力圖
實時生成的CH4（甲烷）分布等值線分布熱力圖
實時生成的H2S（臭氣的一種）三維點云分布熱力圖
實時生成任務報告，初步確認臭氣源：飛行任務結束后，靈嗅地面端分析軟件一鍵輸出了任務報告，報告中既包含網(wǎng)格濃度最高值，也附上了軟件繪制的污染物濃度分布圖。數(shù)據(jù)與濃度分布圖相結合，初步確認臭氣源，為接下來的進一步排查和拍照確認提供基礎依據(jù)。
搭配雙光鏡頭，拍照確認臭氣源：生成任務報告后，針對報告中顯示的濃度最高區(qū)域，無人機搭載可見光+紅外雙光鏡頭，對熱點區(qū)域進行進一步排查確認并拍照。
搭載可見光+紅外雙光鏡頭的無人機對熱點區(qū)域進行進一步排查確認并拍照
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