基于无人机的水源地污染源监测系统及方法与流程

本发明涉及无人机遥感监测领域，特别是涉及一种基于无人机的水源地污染源监测系统及方法。

背景技术：

近年来，中国城镇化建设发展迅速，工业化规模不断扩大，同时也给所在区域的水源地造成了极大威胁，全国各地水源地污染事件频发，严重影响了当地居民的身体健康与用水安全。因此，对水源地污染情况进行监测，对于保护水源地安全极为重要！

目前，国内对水源地污染的监测主要采用人工进行逐点检测，难以获取大面积水源地的监测数据。卫星遥感技术具有快速、大范围监测的优势，能够获取整个水源地的污染分布状况，为水源地监测提供了较好的监测手段，但卫星遥感技术易受天气状况以及时间与空间分辨率的影响，难以实时、快速地进行监测。而基于无人机的遥感技术具有机动灵活、空间分辨率高、不易受天气状况影响等优势，因此，研究基于无人机的水源地污染源监测技术和方法，对于开展水源地污染监测与应急响应，拓展水源地遥感监测领域具有重要意义！

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种基于无人机的水源地污染源监测系统及方法，实现对水源地污染源的快速、准确、高效地监测，提高监测的实时性和直观性。

(二)技术方案

第一方面，本发明提供了一种基于无人机的水源地污染源监测系统，该系统包括：安装在无人机上的数据采集控制单元、CCD光学相机、热红外摄像机、GPS导航模块、机载图传电台、机载数传电台、SD存储卡、数据导出接口、机载电源以及安装在地面站的工控机、图传电台、数传电台、显示器、存储单元、电源。

优选地，所述GPS导航模块用于实时采集所述CCD光学相机和所述热红外摄像机所采集的图像和视频的经纬度信息。

优选地，所述机载图传电台用于下传所述CCD光学相机和所述热红外摄像机所采集的图像和视频数据。

优选地，所述机载数传电台用于传输所述GPS导航模块采集的经纬度信息以及所述数传电台传输的所述工控机发出的控制指令。

第二方面，本发明提供了一种基于无人机的水源地污染源监测方法，包括如下步骤：

1)根据监测区域的地理信息对无人机进行航迹规划，包括：飞行高度、飞行距离、航速和航向；

2)检测机载通信设备与地面站之间的数据传输系统，一切正常后执行航拍任务；

3)所述无人机飞行过程中，所述CCD光学相机按照一定的时间间隔采集监测区域的高清图像，所述热红外摄像机连续采集监测区域的热红外视频，所述GPS导航模块实时采集所述CCD光学相机和所述热红外摄像机所采集的图像和视频的经纬度信息；

4)地面操控人员实时观察所述机载图传电台下传的热红外视频，当操控人员发现可疑污染源时，向无人机发送控制指令，使无人机暂时处于悬停状态，操控人员控制所述CCD光学相机和所述热红外摄像机对可疑污染源进行重点监测。所述CCD光学相机和所述热红外摄像机采集的图像和视频数据实时保存在所述SD存储卡中，实时视频上叠加当前的日期、时间、经度和纬度信息；

5)完成航拍任务后，无人机返回地面，通过所述数据导出接口导出图像和视频数据，工作人员根据采集的数据对污染源进行进一步的确认。

(三)有益效果

通过本发明提供的一种基于无人机的水源地污染源监测系统及方法，能够实现对水源地污染源的快速、准确、高效地监测，有效提高监测的实时性和直观性。

附图说明

图1是本发明实施例的基于无人机的水源地污染源监测系统结构示意图；

图2是本发明实施例的基于无人机的水源地污染源监测方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1所示，本实施例的基于无人机的水源地污染源监测系统包括：安装在无人机上的数据采集控制单元、CCD光学相机、热红外摄像机、GPS导航模块、机载图传电台、机载数传电台、SD存储卡、数据导出接口、机载电源以及安装在地面站的工控机、图传电台、数传电台、显示器、存储单元、电源。

GPS导航模块用于实时采集CCD光学相机和热红外摄像机所采集的图像和视频的经纬度信息；机载图传电台用于下传CCD光学相机和热红外摄像机所采集的图像和视频数据；机载数传电台用于传输GPS导航模块采集的经纬度信息以及数传电台传输的工控机发出的控制指令。

如图2所示，本实施例的基于无人机的水源地污染源监测方法包括如下步骤：

1)根据监测区域的地理信息对无人机进行航迹规划，包括：飞行高度、飞行距离、航速和航向；

2)检测机载通信设备与地面站之间的数据传输系统，一切正常后执行航拍任务；

3)无人机飞行过程中，CCD光学相机按照一定的时间间隔采集监测区域的高清图像，热红外摄像机连续采集监测区域的热红外视频，GPS导航模块实时采集CCD光学相机和热红外摄像机所采集的图像和视频的经纬度信息；

4)地面操控人员实时观察机载图传电台下传的热红外视频，当操控人员发现可疑污染源时，向无人机发送控制指令，使无人机暂时处于悬停状态，操控人员控制CCD光学相机和热红外摄像机对可疑污染源进行重点监测。CCD光学相机和热红外摄像机采集的图像和视频数据实时保存在SD存储卡中，实时视频上叠加当前的日期、时间、经度和纬度信息；

5)完成航拍任务后，无人机返回地面，通过数据导出接口导出图像和视频数据，工作人员根据采集的数据对污染源进行进一步的确认。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。