小型無人機碳通量監(jiān)測設(shè)備及系統(tǒng)

1、技術(shù)成果篇— 97 —技術(shù) 23 小型無人機碳通量監(jiān)測設(shè)備及系統(tǒng)23.1 技術(shù)提供方 技術(shù)提供方天津飛眼無人機科技有限公司成立于 2015 年，注冊于濱海高新區(qū)，是一家基于智能無人機平臺提供生態(tài)環(huán)境無人機監(jiān)測系統(tǒng)全套解決方案的高新技術(shù)企業(yè)， 擁有全自主知識產(chǎn)權(quán)的碳監(jiān)測無人機、氣體和水質(zhì)檢測設(shè)備、數(shù)字孿生和云計算分析技術(shù)， 并可提供無人機生態(tài)環(huán)境監(jiān)測完整服務輸出成果。 飛眼科技使用自主研發(fā)的生態(tài)環(huán)境無人機監(jiān)測系統(tǒng)， 已經(jīng)為國家生態(tài)保護紅線

2、、環(huán)渤海和長江經(jīng)濟帶環(huán)境調(diào)查項目，國家第二次青藏科考對敦煌、 蘭州地區(qū)進行生態(tài)系統(tǒng)地表通量監(jiān)測項目提供服務并成功交付數(shù)據(jù)成果。23.2 技術(shù)簡介 技術(shù)簡介技術(shù)領(lǐng)域為碳達峰碳中和技術(shù)。 技術(shù)成果來源于生態(tài)環(huán)境部項目， 已取得 3 項外觀設(shè)計專利，3 項實用新型專利和 2 項軟件著作權(quán)。23.2.1 技術(shù)原理及工藝流程 技術(shù)原理及工藝流程本項目采取的技術(shù)路線主要分為區(qū)域尺度小型無人機碳通量監(jiān)測設(shè)備研制和碳監(jiān)測數(shù)據(jù)后處理工具研發(fā)兩個方面。 其

3、中，無人機碳通量監(jiān)測設(shè)備研制涉及到兩個方面的內(nèi)容， 一是碳通量監(jiān)測系統(tǒng)的集成，二是碳通量監(jiān)測系統(tǒng)與小型無人機平臺的集成。碳通量監(jiān)測系統(tǒng)集成主要是指對搭載在無人機平臺上的渦動相關(guān)觀測儀器和輔助觀測設(shè)備進行有效集成，實現(xiàn)所有觀測儀器的數(shù)據(jù)同步采集、保存、數(shù)據(jù)濾波、數(shù)據(jù)傳輸及數(shù)據(jù)導出等功能； 碳通量監(jiān)測系統(tǒng)與無人機平臺的集成是指通過對現(xiàn)有垂直起降固定翼無人機進行改裝， 將監(jiān)測系統(tǒng)安裝在無人機平臺內(nèi)部及外表面， 使之形成一套統(tǒng)一的移動碳通量監(jiān)測

4、平臺， 集成與安裝不能對無人機的飛行安全造成影響， 對涉及到無人機外形的改裝需要滿足不影響無人機飛行安全的要求。 通過第一部分的研發(fā)內(nèi)容形成小型無人機碳通量監(jiān)測設(shè)備的硬件基礎(chǔ)。 然后研發(fā)基于小型無人機碳通量監(jiān)測設(shè)備的后處理工具， 實現(xiàn)區(qū)域尺度碳通量計算、區(qū)域尺度碳收支評估的功能。 最終通過軟硬件的集成，形成整套的小型無人機碳通量監(jiān)測系統(tǒng)。技術(shù)成果篇— 99 —區(qū)域碳源/匯狀況、科學制定城市群節(jié)能減排方案等應用具有重要指導意義。23.3

5、技術(shù)示范情況 技術(shù)示范情況根據(jù)項目任務安排， 在內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾市西南部的輝河國家級自然保護區(qū)呼倫貝爾森林草原交錯區(qū)野外生態(tài)試驗研究站開展了無人機生態(tài)系統(tǒng)觀測實驗， 并結(jié)合傳統(tǒng)地面觀測站（通量塔）對無人機觀測結(jié)果（主要為生態(tài)系統(tǒng)感熱通量、潛熱通量、CO2 通量和動量通量）數(shù)據(jù)成果進行評價。輝河國家級自然保護區(qū)無人機示范觀測實驗 輝河國家級自然保護區(qū)無人機示范觀測實驗開展時間為 2020 年 10 月 16 日至 2020 年10 月

6、 23 日，由于空域及氣象條件影響，共開展了 4 天共 12 個架次的無人機生態(tài)觀測飛行，觀測任務包括測試飛行、系統(tǒng)安裝誤差校準飛行、廓線飛行、通量觀測對比驗證飛行、區(qū)域通量飛行觀測。 本次示范觀測實驗通過在低溫及大風條件下實施無人機飛行， 較好地測試了無人機在近極端條件下的飛行性能。 通過與傳統(tǒng)的地面生態(tài)觀測站點的對比觀測， 獲得了一致性較為良好的觀測結(jié)果， 證明了本項目所研發(fā)的小型無人機碳通量監(jiān)測設(shè)備具有對生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)變量（大氣中