CN113091820A - 一种三维立体环境监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于环境监测技术领域，公开了一种三维立体环境监测系统，包括空域监测系统、走航监测系统和水域监测系统，所述空域监测系统和水域监测系统均包括无人机，所述走航监测系统包括走航车，所述无人机与走航车上均搭载有空气质量监测单元、气象参数检测单元和无线传输单元，所述水域监测系统还包括搭载于无人机上的升降机构，所述升降机构输出端安装有水质采样器，所述水质采样器安装有分析吊仓，所述分析吊仓安装有水样采集单元、水样分析单元、GPS定位单元和取样探头，所述无线传输单元无线连接有地面数据中心，三套系统获取的环境监测数据，能及时发现环境监测区域内的污染事件，为环境污染治理方案的指定提供数据支撑。
Description
技术领域
本发明属于环境监测技术领域，具体涉及一种三维立体环境监测系统。
背景技术
随着科技的发展与进步，人们对事物的要求也从能用就好的老旧思维，变得相当细腻和要求，唯有不断进步或创新的构想，产生新的形态以提高产品的附加价值，才能在市场竞争激烈的考验下生存。近年来，随着近代工业的发展，日益增多的工业废水给水生生态系统造成了很大的冲击；受人类活动的影响，水资源污染越来越严重近半数水资源受到严重污染，随着中国的水资源环境及饮用水水质安全的日益重视，水质生物毒性分析已经逐步成为评价水质污染的手段之一，同时也在供水应参处理水质监测中得到越来越广泛的应用在水质检测领域，尤其是应对突发事件时，常规的分析手段需要复杂昂贵的仪器检测时间长，分析项目单一，不能为突发事件提供快速、准确、可靠的分析报告，在污染治理工作中,通常需要通过污染源采样对治理区域的现状进行精确的分析以制定合理的治理方案,治理过程中需要对环境情况进行实时的监控分析,从而确保治理措施的正确和有效性,而复杂的污染环境,比如恶臭、河流湖泊、复杂地形、高空作业等情况,往往给数据采集和分析监测工作带来巨大的困难与风险,传统的水体监测,如果取水样本在离河流、湖泊岸边较远的位置,通常需要乘坐小型船舶到达取水位置,效率低、风向大、成本高。
发明内容
针对上述背景技术所提出的问题，本发明的目的是：旨在提供一种三维立体环境监测系统。
为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：
一种三维立体环境监测系统，包括空域监测系统、走航监测系统和水域监测系统，所述空域监测系统和水域监测系统均包括无人机，所述走航监测系统包括走航车，所述无人机与走航车上均搭载有空气质量监测单元、气象参数检测单元和无线传输单元，所述水域监测系统还包括搭载于无人机上的升降机构，所述升降机构输出端安装有水质采样器，所述水质采样器安装有分析吊仓，所述分析吊仓安装有水样采集单元、水样分析单元、GPS定位单元和取样探头，所述无线传输单元无线连接有地面数据中心。
进一步限定，所述水样分析单元包括PH值分析模块、电导率分析模块、浊度分析模块、COD分析模块和氨氮含量分析模块，这样的设计，数据多样，保证监测质量。
进一步限定，所述走航监测系统还包括出租车、公交车和网约车等交通工具，这样的设计，适用范围广。
进一步限定，所述空气质量监测单元的监测方式包括激光雷达扫描监测、电化学监测、激光散射监测、PID光离子化检测和空中摄像航拍，这样的设计，多样化，适用于对各种环境进行监测。
进一步限定，所述气象参数检测单元包括风速检测模块、温度检测模块、湿度检测模块和云层厚度检测模块，这样的设计，检测范围广，检测数据准确。
进一步限定，所述水质采样器最多可安装六支，这样的设计，从容应对如河流、湖泊、海洋及地下水等多种水环境监测需求，可靠性极佳。
进一步限定，所述地面数据中心无线连接有手持终端，这样的设计，便捷性好，实时通知相关责任人。
进一步限定，所述地面数据中心安装有图像成型模块，这样的设计，可以将检测的数据自动绘制成实时检测图，便于快速观察，控制。
采用本发明的有益效果：
1、无人机的监测方式结合地面数据中心可以在多个指定GPS坐标水域进行水体取样,安全高效，配合水质采样器实现在力不便接近的地点,高效安全的取水作业；
2、无人机可以突破地形空间的限制,为现有的环境科研工作带来无限可能，相对于传统载人飞机的高昂成本通过搭载各种传感器和采样设备,无人机可以以更低的成本和更高的效率实现大面积区域的环境数据采集和分析工作，无人机从空中作业可以轻易摆脱各种不利的复杂地形限制,抵达目标作业区域完成任务；
3、无人机可代替人工完成对恶臭、剧毒等极端环境区域的作业，极大降低环境科研工作的风险，高效实现低成本高质量的污染源采样和实时分析作业，为环境治理工作提供坚实的数据基础；
4、三套系统获取的环境监测数据，能及时发现环境监测区域内的污染事件，为环境污染应急事件预警，为环境污染治理方案的指定提供数据支撑。
附图说明
本发明可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明；
图1为本发明一种三维立体环境监测系统实施例的示意框图；
图2为本发明一种三维立体环境监测系统无人机的结构框图；
主要元件符号说明如下：
空域监测系统1、走航监测系统2、水域监测系统3、无人机4、走航车5、空气质量监测单元6、气象参数检测单元7、风速检测模块701、温度检测模块702、湿度检测模块703、云层厚度检测模块704、无线传输单元8、升降机构9、水质采样器10、分析吊仓11、水样采集单元12、水样分析单元13、PH值分析模块131、电导率分析模块132、浊度分析模块133、COD分析模块134、氨氮含量分析模块135、GPS定位单元14、取样探头15、地面数据中心16、图像成型模块17。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员可以更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明。
如图1、图2所示，本发明的一种三维立体环境监测系统，包括空域监测系统1、走航监测系统2和水域监测系统3，空域监测系统1和水域监测系统3均包括无人机4，走航监测系统2包括走航车5，无人机4与走航车5上均搭载有空气质量监测单元6、气象参数检测单元7和无线传输单元8，水域监测系统3还包括搭载于无人机4上的升降机构9，升降机构9输出端安装有水质采样器10，水质采样器10安装有分析吊仓11，分析吊仓11安装有水样采集单元12、水样分析单元13、GPS定位单元14和取样探头15，无线传输单元8无线连接有地面数据中心16。
本实施案例中，在使用一种三维立体环境监测系统的时候，人力可及位置，通过走航车5等交通工具搭载空气质量监测单元6和气象参数监测单元7，然后将检测数据通过无线传输单元8传输给地面数据中心16，达到监测目的；人力不可及位置，如空中，使用无人机4搭载空气质量监测单元6和气象参数监测单元7，空气质量监测单元6获取空域环境的颗粒物、VOC、有毒有害气体、气象参数等监测数据，同样经无线传输单元8传输给地面数据中心16，为环境监测部门发现污染源、环境治理决策、应急事件处理等提供依据，气象参数监测单元7获取的参数能为空气污染扩散趋势，环境污染预警预案制定等提供决策依据，如水中，将无人机4配合GPS定位单元14移动到指定位置，控制升降机构9带动水质采样器10下降，下沉到指定水深的位置后，取样探头15伸出配合水样采集单元12运行取样，水样分析单元13对水质进行分析，再经无线传输单元8传输给地面数据中心16，综上，实现对水陆空的及时发现环境监测区域内的污染事件，为环境污染应急事件预警，为环境污染治理方案的指定提供数据支撑。
优选水样分析单元13包括PH值分析模块131、电导率分析模块132、浊度分析模块133、COD分析模块134和氨氮含量分析模块135，这样的设计，数据多样，保证监测质量，实际上，也可根据具体情况考虑水样分析单元13所具备的分析功能。
优选走航监测系统2还包括出租车、公交车和网约车等交通工具，这样的设计，适用范围广，实际上，也可根据具体情况考虑走航监测系统2交通工具的选取。
优选空气质量监测单元6的监测方式包括激光雷达扫描监测、电化学监测、激光散射监测、PID光离子化检测和空中摄像航拍，这样的设计，多样化，适用于对各种环境进行监测，实际上，也可根据具体情况考虑空气质量监测单元6的监测方式选取。
优选气象参数检测单元7包括风速检测模块701、温度检测模块702、湿度检测模块703和云层厚度检测模块704，这样的设计，检测范围广，检测数据准确，实际上，也可根据具体情况考虑气象参数检测单元7的检测方式。
优选水质采样器10最多可安装六支，这样的设计，从容应对如河流、湖泊、海洋及地下水等多种水环境监测需求，可靠性极佳，实际上，也可根据具体情况考虑水质采样器10的数量。
优选地面数据中心16无线连接有手持终端，这样的设计，便捷性好，实时通知相关责任人，实际上，也可根据具体情况考虑手持终端的选取。
优选地面数据中心16安装有图像成型模块17，这样的设计，可以将检测的数据自动绘制成实时检测图，便于快速观察，控制，实际上，也可根据具体情况考虑图像成型模块17成型图像。
上述实施例仅示例性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (8)
1.一种三维立体环境监测系统，包括空域监测系统(1)、走航监测系统(2)和水域监测系统(3)，其特征在于：所述空域监测系统(1)和水域监测系统(3)均包括无人机(4)，所述走航监测系统(2)包括走航车(5)，所述无人机(4)与走航车(5)上均搭载有空气质量监测单元(6)、气象参数检测单元(7)和无线传输单元(8)，所述水域监测系统(3)还包括搭载于无人机(4)上的升降机构(9)，所述升降机构(9)输出端安装有水质采样器(10)，所述水质采样器(10)安装有分析吊仓(11)，所述分析吊仓(11)安装有水样采集单元(12)、水样分析单元(13)、GPS定位单元(14)和取样探头(15)，所述无线传输单元(8)无线连接有地面数据中心(16)。
2.根据权利要求1所述的一种三维立体环境监测系统，其特征在于：所述水样分析单元(13)包括PH值分析模块(131)、电导率分析模块(132)、浊度分析模块(133)、COD分析模块(134)和氨氮含量分析模块(135)。
3.根据权利要求2所述的一种三维立体环境监测系统，其特征在于：所述走航监测系统(2)还包括出租车、公交车和网约车等交通工具。
4.根据权利要求3所述的一种三维立体环境监测系统，其特征在于：所述空气质量监测单元(6)的监测方式包括激光雷达扫描监测、电化学监测、激光散射监测、PID光离子化检测和空中摄像航拍。
5.根据权利要求4所述的一种三维立体环境监测系统，其特征在于：所述气象参数检测单元(7)包括风速检测模块(701)、温度检测模块(702)、湿度检测模块(703)和云层厚度检测模块(704)。
6.根据权利要求5所述的一种三维立体环境监测系统，其特征在于：所述水质采样器(10)最多可安装六支。
7.根据权利要求6所述的一种三维立体环境监测系统，其特征在于：所述地面数据中心(16)无线连接有手持终端。
8.根据权利要求7所述的一种三维立体环境监测系统，其特征在于：所述地面数据中心(16)安装有图像成型模块(17)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20210709 |