CN104121986A - 一种基于无人机的城市光污染监测装置及监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于无人机的城市光污染监测装置及监测方法。本发明包括空中飞行模块和与空中飞行模块进行通信的地面控制模块，其特征是：所述的空中飞行模块上设置有光强测试仪和多普勒测距雷达，所述的光强测试仪和多普勒测距雷达连接中央处理器，所述的中央处理器连接空中收发天线。本发明采用无人机携带光强测试仪和多普勒测距雷达对居民区进行光照取样，为城市居住区夜间光环境优化及光污染治理提供科学的依据和数据支持。

Description

一种基于无人机的城市光污染监测装置及监测方法

技术领域：

本发明涉及一种基于无人机的城市光污染监测装置及监测方法，属于环境监测技术领域。

背景技术：

所谓光污染，是继废气、废水、废渣和噪声等污染之后的一种新的环境污染源，主要包括白亮污染、人工白昼污染和彩光污染。随着经济社会的飞速发展，城镇街道许多商店用大块镜面或铝合金装饰门面，有的建筑甚至从楼顶到底层全部用镜面装潢，当遇到强烈日光照射时，这些物体就会反射出刺眼的光芒。据测定，白色的粉刷面比绿色草地、森林、深色或毛面砖石装修的建筑物的反射系数大10倍左右，大大超过了人体所能承受的范围，从而成为现代城市中新污染源之一。过量的反射光会使人头昏眼花、烦躁、失眠、食欲不振、情绪低落；噪光作用于眼睛，可能导致人的角膜、虹膜受伤害，引发视力下降；噪光还干扰人体“生物钟”，使人体正常生理节奏失调；噪光进入居室内，影响人们的休息，对工作人员而言，则会降低其工作效率；大面积的玻璃幕墙在夏天把阳光反射回局部空间，加剧城市热岛效应，进一步恶化城市小气候；噪光污染还会造成潜在的城市消防安全隐患。但是目前，还没有完善的光污染监测系统，光污染的界定难以量化,从而使光环境污染防范与治理基本没有依据。

发明内容：

本发明的目的是针对上述存在的问题提供一种基于无人机的城市光污染监测装置及监测方法，为城市居住区夜间光环境优化及光污染治理提供科学的依据和数据支持。

上述的目的通过以下技术方案实现：

一种基于无人机的城市光污染监测装置，包括空中飞行模块和与空中飞行模块进行通信的地面控制模块，所述的空中飞行模块上设置有光强测试仪和多普勒测距雷达，所述的光强测试仪和多普勒测距雷达连接中央处理器，所述的中央处理器连接空中收发天线。

所述的基于无人机的城市光污染监测装置，所述的空中飞行模块采用无人机，包括机体、动力装置、供电模块及设置在机体上的所述的中央处理器、光强测试仪和多普勒测距雷达。

所述的基于无人机的城市光污染监测装置，所述的地面控制模块包括工控机，所述的工控机连接地面收发天线，所述的空中飞行模块与所述的地面控制模块通过空中收发天线和地面收发天线进行无线电通信。

用上述的基于无人机的城市光污染监测装置进行光污染监测的方法，该方法包括：通过工控机控制无人机围绕居民区进行巡回取样监测，同时多普勒测距雷达计算光源位置，将测的的光源位置通过空中收发天线发送到地面工控机进行分析定位，当监测到的光强大于预先设定值时，缩小监测取样点的距离，再将光强超出预设的环境的建筑物进行扫描，扫描后发送图片到工控机。

所述的用上述的基于无人机的城市光污染监测装置进行光污染监测的方法，所述的对建筑物进行扫描是指对建筑物的三个维度上进行影像拍摄，相邻两次影响拍摄之间具有5%-15%的重合度。

所述的用上述的基于无人机的城市光污染监测装置进行光污染监测的方法，所述的巡回取样包括白昼取样和夜间取样，每次取样间隔的时间为30-120分钟。

所述的用上述的基于无人机的城市光污染监测装置进行光污染监测的方法，所述的巡回取样的距离为50米-500米距离的定点取样。

有益效果：

本发明采用无人机携带光强测试仪和多普勒测距雷达对居民区进行光照取样，为城市居住区夜间光环境优化及光污染治理提供科学的依据和数据支持。

附图说明：

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式：

实施例1：

一种一种基于无人机的城市光污染监测装置，包括空中飞行模块和与空中飞行模块进行通信的地面控制模块，所述的空中飞行模块上设置有光强测试仪1和多普勒测距雷达2，所述的光强测试仪和多普勒测距雷达连接中央处理器3，所述的中央处理器连接空中收发天线4。

所述的基于无人机的城市光污染监测装置，所述的空中飞行模块采用无人机，包括机体5、动力装置6、供电模块7及设置在机体上的所述的中央处理器、光强测试仪和多普勒测距雷达。

所述的基于无人机的城市光污染监测装置，所述的地面控制模块包括工控机8，所述的工控机连接地面收发天线9，所述的空中飞行模块与所述的地面控制模块通过空中收发天线和地面收发天线进行无线电通信。

用上述的基于无人机的城市光污染监测装置进行光污染监测的方法，该方法包括：通过工控机控制无人机围绕居民区进行巡回取样监测，同时多普勒测距雷达计算光源位置，将测的的光源位置通过空中收发天线发送到地面工控机进行分析定位，当监测到的光强大于预先设定值时，缩小监测取样点的距离，再将光强超出预设的环境的建筑物进行扫描，扫描后发送图片到工控机。

所述的用上述的基于无人机的城市光污染监测装置进行光污染监测的方法，所述的对建筑物进行扫描是指对建筑物的三个维度上进行影像拍摄，相邻两次影响拍摄之间具有5%-15%的重合度。

所述的用上述的基于无人机的城市光污染监测装置进行光污染监测的方法，所述的巡回取样包括白昼取样和夜间取样，每次取样间隔的时间为30-120分钟。

所述的用上述的基于无人机的城市光污染监测装置进行光污染监测的方法，所述的巡回取样的距离为50米-500米距离的定点取样。

以上仅是本发明的最佳实施例，本发明的方法包括但不限于上述实施例，本发明的未尽事宜，属于本领域技术人员的公知常识。

Claims (7)

1.一种基于无人机的城市光污染监测装置，包括空中飞行模块和与空中飞行模块进行通信的地面控制模块，其特征是：所述的空中飞行模块上设置有光强测试仪和多普勒测距雷达，所述的光强测试仪和多普勒测距雷达连接中央处理器，所述的中央处理器连接空中收发天线。

2.根据权利要求1所述的基于无人机的城市光污染监测装置，其特征是：所述的空中飞行模块采用无人机，包括机体、动力装置、供电模块及设置在机体上的所述的中央处理器、光强测试仪和多普勒测距雷达。

3.根据权利要求1或2所述的基于无人机的城市光污染监测装置，其特征是：所述的地面控制模块包括工控机，所述的工控机连接地面收发天线，所述的空中飞行模块与所述的地面控制模块通过空中收发天线和地面收发天线进行无线电通信。

4.用上述的基于无人机的城市光污染监测装置进行光污染监测的方法，其特征是：该方法包括：通过工控机控制无人机围绕居民区进行巡回取样监测，同时多普勒测距雷达计算光源位置，将测的的光源位置通过空中收发天线发送到地面工控机进行分析定位，当监测到的光强大于预先设定值时，缩小监测取样点的距离，再将光强超出预设的环境的建筑物进行扫描，扫描后发送图片到工控机。

5.根据权利要求4所述的用上述的基于无人机的城市光污染监测装置进行光污染监测的方法，其特征是：所述的对建筑物进行扫描是指对建筑物的三个维度上进行影像拍摄，相邻两次影响拍摄之间具有5%-15%的重合度。

6.根据权利要求4或5所述的用上述的基于无人机的城市光污染监测装置进行光污染监测的方法，其特征是：所述的巡回取样包括白昼取样和夜间取样，每次取样间隔的时间为30-120分钟。

7.根据权利要求4或5所述的用上述的基于无人机的城市光污染监测装置进行光污染监测的方法，其特征是：所述的巡回取样的距离为50米-500米距离的定点取样。