无人机技术在水质监测中的应用研究

　　水质监测是水质监控和水环境治理的重要技术手段，对流域水体的综合治理和水环境的动态保护有着重要意义。无人机因具有机动性强，无线可操作性高等优点，成为河流流域取样和水质监测的新兴技术手段，在水质监测中有着极大的应用潜力。
　　无人机在水质监测中运用中的优点
　　水环境保护领域中的无人机运用是一种新兴技术，可是其通过效率高与费用低的优点，发展快速。由于内陆水体环境较为复杂、水域面积小、污染类型多样化，对于数据准确性要求很高，无人机在水质监测过程中有着非常好的应用前景，拥有如下优点：
　　第一，益于提高监测工作质量。
　　一部分河流河床较低，沿岸淤泥沉积，监测工作人员不能够精准采集水样，使用无人机采样就能够实现精准采集水样，保证监测数据精准度、完整度以及代表性。
　　第二，无人机在水质监测工作中运用有很高的安全系数。
　　在水质监测中运用无人机技术采样，可以大大提升水质监测工作安全性，有关监测工作人员无需乘坐船只到监测点，仅仅需要在监测点岸边操作无人机就能够做好水样采集工作。工作过程中十分方便快捷，面临的风险小，相关工作者能够在安全的情况下进行水样采集，提升了水质采集安全性。
　　第三，水质监测中运用无人机可以防止出现二次污染。
　　相关工作者在采集水样的过程中，通常会由于船只在运行中产生的燃料与废气对水质带来二次污染，比如在船只中的柴油通过燃烧后会出现二氧化碳或者别的有毒物质，对水质带来的影响较大，倘若船只在运行中柴油发生漏油的问题，就会导致水面油类污染。可是无人机运用的是清洁能源的电能，在水质监测工作中不会对水质带来再次污染的问题，工作过程环保节能。
　　第四，水质监测中运用无人机可以大大提升监测效率。
　　相关工作者在水质监测中采用无人机开展工作的过程中，能够攻克地形与地势的问题。无人机在工作中能够直达监测点，与此同时无人机采集好水样以后，能够在岸边静置水样，可以节省采样时间，给后期水质监测留下很多时间，提升水质监测效率。
　　第五，水质监测中运用无人机能够有效减少工作成本。
　　工作者在过去对河流等水质监测的过程中，通常要租借船只，一个断面所需时间为三小时，整个船只在运行中燃料耗费大，在无形中提高了监测成本。可是，伴随无人机在水质监测过程中的有效运用，无人机性价比高，与此同时无人机能够重复利用，可以降低水质监测总体成本。
　　无人机在水质监测中的运用探索
　　水质监测应用中，无人机常作为水质监测系统的载体而使用，基于不同的监测目的和实际环境情况灵活组建水质取样和水质监测系统，可大大提高水域取样和水质监测的效率。
　　以无人机为载体，搭载飞行、空中拍照、空中摄像、水质监测、空中测控和水样采集等各种功能单元组成水质监测系统，可与地面测控中心和手持移动终端通信连接，构建基于无人机的水质监测和采样的一体化系统。不仅能够优化现有水质监测站点布局、提高监测系统机动性、灵活性和快速反应能力，同时还能极大提高水样采集效率、环境污染应急监测能力和对突发水污染的应急处理能力。
　　目前，基于无人机技术在水质监测取样中发展瓶颈的优化研究是基于无人机技术水文监测研究的热点内容。如在无人机技术水质监测的应用中，水域监测节点数据收集难的问题，引入水域监测系统，可以大大提高监测系统的灵活机动性，增强飞行路径的可优化性，同时在保证检测数据稳定收集的基础上还节约了系统成本。
　　此外，基于5G通信的无人机通信链路研究也是基于无人机技术水质监测研究的重要研究方向。5G技术具有全新的网络架构，带宽可达到10Gbps以上、毫秒级时延、超高密度连接，有着超高的传输性能，是实现网联无人机水质监测系统构建的绝佳通信链路选择。在5G与无人机组合使用时，通过对具备垂直波束调整能力的大规模天线使用、低频上行载波的引入和上行时隙配比增加等手段，可使得无人机在150m500m高度上的上行速率达到50Mbps，5G无人机可很好的适应各种复杂环境的水质监测。
　　总而言之，无人机在水环境监测工作中的应用前景甚广，相关工作人员在利用无人机进行水环境监测工作时，不会受到时空与地理条件等因素所影响，对水环境展开实时监测，实时传递出有效的数据信息。使水环境监测工作能够在无人机技术的应用背景下，提高监测数据的准确性，为我国水环境保护提供重要的技术支撑。
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