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帮人类植树造林、保护野生动物 无人机:异军突起的环保装备新秀

来源:《环境与生活》杂志 作者:刘国伟 人气: 发布时间:2019-05-22 11:37:16

今年6月20至22日,2019世界无人机大会暨第四届深圳国际无人机展览会将在深圳会展中心举行,400家国内外无人机企业的一千多架无人机届时将精彩亮相。放眼全球,无人机在环境保护领域表现抢眼。作为一种异军突起的环保装备新秀,无人机为守护地球环境立下汗马功劳。

无人机在林业方面的应用很广泛

播下百万红树林种子

2018年8月,季风带来的暴雨稍微停歇的间隙,缅甸海岸湿地满是雾霭。泥泞的岸边,红树林的树根伸向水中。千百年来,孟加拉湾周围的红树林从北部的孟加拉国一直延伸到南部的泰国,形成一道天然的防御线,抵挡着经常来袭的飓风。但是在过去的几十年中,这些红树林被成片砍伐,以便为养虾场、水稻田和旅游景点腾地方。从1980年至今,仅缅甸境内就失去了100万公顷的红树林。大片森林的消失使缅甸暴露在极端天气威胁之下。2008年热带风暴“纳尔吉斯”登陆后长驱直入,沿着河流三角洲上行40公里,造成13.8万人丧生。

在这个夏日,吴温貌从汽车上走下来,进入稀疏的红树林。作为挪威非营利组织“世界观点国际基金会”(WIF)红树林修复项目的负责人,他在本世纪初来到这片地区的时候,茂密的红树林令他惊叹:“当时这些树太粗了,我都抱不过来。”接着,他指向身边的树林,只有一棵树的直径超过10厘米。他对美国《连线》杂志记者披露,在过去的4个季风季里,他一直雇佣当地人蹲在泥水里种植红树苗。2015年以来,他们种植了500万棵树,乍一听起来似乎很多,但占地仅2000多公顷。这项肮脏、困难和进展缓慢的工作令人头疼,但过去18个月以来,一项看似激进的解决方案让吴温貌看到了希望:由一家名为“生物碳工程”的英国创业公司运营的无人机在被毁的红树林上空飞行,尝试做修复工作。

农用植保无人机可广泛应用于播种、施肥、除草、灭虫、喷洒药剂等农业生产环节中。

“生物碳工程”的四旋翼无人机约有一米宽,看起来没什么特殊之处,但它执行的造林计划并不简单,有如下5个操作步骤:

①先在高空做3D航测。无人机飞到潜在的种植区上空拍照,获取要修复区域的3D地图。

②制定播种计划。对包括土壤、坡度和湿度等在内的所有相关数据分析后,确定最合适的播种模式。

③给无人机装载树种。配备引导和控制软件的无人机,携带经过加压后的种子罐升空,这些已经发芽的树种浸泡在营养丰富的溶液中。

④悬停和播种。无人机悬停在离地面一两米的高度上,在确定每颗种子的最佳播种点后,用气枪把包裹在种荚里的树种射入土壤。弹珠大小的种荚由可生物降解材料做成,在冲击地面后种荚会裂开,使种子被射入土壤下几厘米处,从而具备了扎根成长的环境。

⑤监控生长。种完后无人机会在低空检查,收集和评估树苗的健康程度等信息。

相比当地两个农民一天种下3000颗种子的工作效率,这些无人机的工作范围和效率简直是怪物。“生物碳工程”的联合创始人伊琳娜.费多伦科称,他们的无人机按最大能力计算(出动6个自主飞行集群),一天能播下40万颗种子,但“世界观点国际基金会”(WIF)非常希望他们能达到每天播100万颗的指标,因为红树林种植区的天气和潮水状况不乐观。业界认为,“生物碳工程”的种树无人机是“精准林业”的代表,其造林效率在全球热带森林大规模破坏的背景下显得很有意义。要知道,仅在2017年,全世界就有近1600万公顷的热带森林被破坏。

“生物碳工程”只是欧洲诸多无人机初创公司之一,其产品能横空出世要归功于GPS接收机、惯性导航系统、传感器等的小型化和成本降低。据笔者了解,欧洲十几年前已经广泛地将无人机用于收集森林数据,使用的无人机既有旋翼无人机也有固定翼无人机,主要技术包括可见光、中红外和热红外成像以及激光雷达等。但令人遗憾的是,欧盟各国在无人机管理上的法规碎片化严重,缺乏共同的运行规则,限制了无人机的运营范围和技术交流。这也说明,影响无人机发展的,不仅仅是技术因素。

“空中牧羊人”让偷猎者变猎物

在广袤的非洲大陆上,每天都上演着野生动物保护人员和偷猎者之间的争斗。位于南非夸祖鲁-纳塔尔省的赫卢赫卢韦.印姆弗鲁兹公园是非洲最古老的自然保护区,区里的犀牛密度位居全球之冠,这自然也招来偷猎者的觊觎。可是2014年,该公园被偷猎的犀牛数量减少了92%,有的月份甚至一头犀牛也没损失。相比之下,南非受偷猎影响最严重的保护区在一个月里就损失50头犀牛。

赫卢赫卢韦.印姆弗鲁兹公园的秘密武器,就是约翰内斯堡一家无人机公司为其量身打造的无人机。这些无人机在500米的高度能以180公里的时速飞行,把监测信息通过卫星发送给地面的控制人员,实时视频可以在地面的笔记本电脑甚至手机上显示,从而大大缩短了工作人员的反应时间。

美国非营利组织林德伯格基金会为南非当地培训无人机操控人员的时候,发现即便经过4个月的硬件和软件学习,识别偷猎者也不是件容易的事:他们必须学会把红外摄像机视野中的一座散发着热量的大蚁丘和一个真人的身体区别开来。

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