传统地面环境监测站点大多为固定布设模式，依靠地面点位获取区域空气质量数据，但是地面站点只能够记录近地面的环境状况，难以捕捉垂直方向上污染物的分布特征，面对复杂地形、突发污染事件时，地面监测网络存在一定局限。无人机遥感监测技术作为环境监测的重要技术方向，具备立体作业、响应速度快、监测覆盖范围广，受地形条件约束小的特点，在大气突发污染溯源、立体空间空气质量评估等工作当中发挥相应作用。无人机环境监测仪将传感器组件搭载在无人机载体之上，突破地面固定点位的空间限制，实现空间维度上移动化的大气采样检测。

　　整套无人机环境监测系统由无人飞行器、地面控制站、传感器组件、数据处理系统四大主要部分构成。无人飞行器可以选用多旋翼或者固定翼机型，搭载环境监测传感器荷载；地面控制站承担飞行控制、软件交互任务；传感器组件包含颗粒物与多类气体感知单元，同时采集温湿度等气象信息；数据处理系统分为机载处理单元与地面端处理单元，分别完成机载初步处理与地面完整数据分析。设备搭载的传感器组件采用扩散式检测方式，选用高灵敏度电化学传感器，整套组件体积小巧，便于挂载到无人机平台。飞行作业过程中，设备匀速抽取螺旋桨上方的环境气体进入内部气室，保障气体与传感器充分接触，获取实时的气体浓度信息。
 

　　数据采集流程拥有完整的逻辑闭环，设备启动之后首先开启气体传感器，上位机下发作业指令，系统自动识别接入传感器的量程与类型，传感器返回实时浓度数值，系统开展数据处理分析。一旦监测浓度超出设定阈值，系统触发超标报警，监测数据同步存储对应的经纬度、飞行高度、采集时间信息，完成一轮采集任务之后关闭传感器，结束本次检测流程。传感器组件使用 RS485 通讯方式完成数据交互，配置对应的串口通讯参数，完成原始监测数据向外传输。

　　地面接收软件可以和通用飞控软件结合使用，在获取飞行器飞行航线、飞行姿态信息的基础上，融合气体监测得到的浓度数据，完成多探测器同步回传数据的解析处理。数据分析平台承担多项业务功能，可以完成实时监测数据可视化展示，把气体、颗粒物、有毒有害气体监测信息汇总到统一平台，用不同色彩标识不同污染等级；支持调取历史监测记录，开展时间序列、日变化等统计分析；系统可以统计一段时间内各点位污染超标的累积概率，识别高频超标的区域，作为重点监管对象；同时支持污染情况的排名统计，便于工作人员掌握区域污染动态。平台还集成移动 GIS 相关能力，实现空间地物编辑管理、地图图层叠加、报表输出，同时支持无人机航线规划，选定监测区域之后自动生成飞行航线，完成作业任务划分。

　　监测荷载本身具备多方面适配特性，软件可以兼容多家厂商的无人机设备，传感器支持现场更换，系统能够自动识别接入的传感器类型；外壳做防护处理，满足防水、防风、防尘、抗撞击的使用需求；监测过程实时输出监测数据，生成变化趋势曲线，同步记录经纬度、飞行高度、飞行器状态、各类污染物浓度，既可以无线向地面端回传实时数据，也能够借助 GPRS 网络上传至远程服务器。

　　无人机环境监测仪可以应用在多种业务场景，化工园区无组织排放巡检、突发环境事件应急监测、大面积堆场扬尘立体评估等场景都可以开展作业。但在实际使用中，需要关注载体本身的飞行约束，关注飞行环境风力、温度条件，遵守飞行作业相关规范。传感器同样需要定期开展比对校准，降低飞行过程气流扰动、温湿度变化带来的测量干扰，保障监测数据具备参考价值。无人机监测不替代地面固定站点，二者相互补充，构建起地面点位结合空中移动巡检的立体监测网络，为环境管理提供更多维度的参考信息。