自工業革命以來，人們對于環境破壞速度和程度的不斷加劇，滋生了越來越多的環境問題和自然災害，各種對生活和生存威脅的頻繁出現，令大家苦不堪言。在此背景下，珍愛地球、保護環境、改善自然便成為了越來越多國家的應對之選。環境基礎數據資料的獲取是做好當前環境保護工作的前提，隨著環境保護工作要求的不斷提高，環境基礎數據資料的精確性、可靠性和時效性也迫切需要提高。以建設項目環境保護管理為例，在環保驗收工作中，我們發現部分建設項目特別是生態類建設項目的地理位置、建設范圍、規模與環評審批時的變化較大；部分建設單位未按照環評審批要求開展項目建設，非法侵占了自然保護區、飲用水源保護區等需要特殊保護的區域，對生態環境造成了較大的破壞；部分建設單位未按照環評要求進行生態恢復與建設，或者生態恢復面積與環評批復要求差距較大。此類項目建設變更對生態環境破壞大、影響長期，但因無準確的基礎數據底圖，難以準確甄別，環評審批、環境監理、環保驗收多無據可查，給防范和后續處理工作增加很大難度，環境管理依據存在缺失。類似的問題也普遍存在于環境監測、環境監察、環境應急和生態保護等環境保護領域的其他多個方面。
無人機系統的作業方式與傳統航空、航天遙感平臺相比具有以下優勢：（1）數據獲取成本低。無人機的運行成本都大大低于衛星和載人飛機，其對場地和人員的要求也比載人飛機低，且日常維護相對簡單，使數據的獲取成本大大降低。（2）安全作業保障能力強。無人機采用自主和地面遙控作業方式，可進入高危地區開展工作，回避了飛行人員和地面人員的安全風險。（3）數據精度高。無人機由于飛行高度低，可獲取的影像擁有較高的圖像分辨率。高分辨率航片影像可使得在較小空間尺度上觀察地表的細節變化、進行大比例尺制圖以及監測人為活動對環境的影響成為現實。（4）具備快速的應急響應能力。無人機體積小、質量輕、操作方便、易于轉場，其起飛降落公路或其他較開闊的地面受場地限制較小；其可以在短時間內迅速升空，實現數據的快速獲取。（5）能夠云下獲取數據。無人機可在云下飛行，彌補了衛星光學遙感受云層遮擋無法獲取影像的缺陷，可在多云的天氣條件下開展工作。（6）可實現大區域、長航時及定點、定區域監測。在設定航點飛行完畢后，可實時上傳新航點，保證系統的連續不間斷工作，免去降落后再次輸入區域監測航點的操作。由于無人機遙感系統具有低成本、高安全性、高機動性和高分辨率等技術特點，使其在環境保護領域中的應用有著得天獨厚的優勢，在建設項目環境保護管理、環境監測、環境監察、環境應急和生態保護等方面，無人機系統均能夠發揮其強有力的技術支持作用。
傳統的環境監測通常采用點監測的方式來估算整個區域的環境質量情況，具有一定的局限性和片面性。而采用無人機系統進行環境監測的方式具有視域廣、及時連續的特點，可迅速查明環境現狀。
1、水污染領域：借助系統搭載的多光譜成像儀生成多光譜圖像，可直觀辨別污染源、污染口、可見漂浮物等;生成的分布圖，可為環境評價、環境監察提供依據，全面地監測地表水環境質量狀況，提供水質富營養化、水華、水體透明度、懸浮物、排污口污染狀況等信息的專題圖，從而達到對水質特征污染物監視性監測的目的。
2、大氣污染：通過無人機平臺搭載氣體監測傳感器對大氣污染進行長期的跟蹤監測，獲取PM2.5等大氣污染物濃度的三維分布數據，這一研究可為霧霾預報、防治，提供更精確的數據資料。目前對大氣污染的監測主要集中在地面，高空污染監測比較少，這種平面監測讓我們很難清楚地掌握霧霾的生消和擴散規律。利用此系統搭載污染區域氣體采集設備對高空垂直斷面大氣污染情況進行采集分析，達到對大氣數據檢測裝置微型化、高精度、高實時性的要求。
3、取水樣分析：傳統人工采樣通常需要乘坐小型船舶到達取水位置，這樣不僅效率低，且人員安全風險大。使用無人機進行水體采樣則不受自然地理條件的限制，即便是人員難以到達的區域依然可以定位采樣，不僅節約人力物力，而且具有良好的穩定性和實際操控性，起降靈活，方便快捷。
無人機在環境應急突發事件中，可克服交通不利、情況危險等不利因素，快速趕到污染事故所在空域，整體查看事故現場、污染物排放情況和周圍環境敏感點分布情況。搭載的圖傳系統可實時查看現場情況，監控事故進展，為環境保護決策提供準確信息。無人機使環保部門對環境應急突發事件的情況了解得更加全面、對事件的反應更加迅速、相關人員之間的協調更加充分、決策更加有據。通過這種方式還可以大大降低環境應急工作人員的工作難度，同時工作人員的人身安全也可以得到有效的保障。
自然保護區和飲用水源保護區等需要特殊保護區域的生態環境保護一直以來是各級環保部門工作的重點之一，而自然保護區和飲用水源保護區大多有著面積較大、位置偏遠、交通不便的特點，其生態保護工作很難做到全面細致。環保部門可采用無人機每年同一時間獲取需要特殊保護區域的遙感影像，通過逐年影像的分析比對或植被覆蓋度的計算比對，可以清楚地了解到該區域內植物生態環境的動態演變情況。通過無人機生成高分辨率影像還可以辨識出該區域內不同植被類型的相互替代情況，這樣對區域內的植物生態研究也會起到參考作用。區域內植物生態環境的動態演變是自然因素和人為活動的雙重結果，如果自然因素不變而區域內或區域附近有強度較大的人為活動，逐年的遙感影像也可為研究人為活動對植物生態的影響提供依據。當自然保護區和飲用水源保護區遭到非法侵占時，通過無人機圖傳系統能夠及時發現，經過后期專業軟件處理生成的遙感影像數據也可作為生態保護執法的依據。
當前，工業企業污染物排放情況復雜、變化頻繁，環境監察工作任務繁重，?環境監察人員力量也顯不足，監管模式相對單一。無人機遙感影像可以從宏觀上觀測污染源分布、排放狀況以及項目建設情況，為環境監察提供決策依據；同時通過無人機監測平臺對排污口污染狀況的監測也可以實時快速跟蹤突發環境污染事件，捕捉違法污染源并及時取證，為環境監察執法工作提供及時、高效的技術服務。
眼下，我國對環保工作非常重視，據國家統計局發布的數據顯示，去年上半年我國在生態保護和環境治理業上的投資同比增長了48%。在此情況下，隨著無人機的進入對于環保事業的升級推動，未來環保產業發展還將進一步釋放價值。與此同時，對于無人機自身來說，其在環保產業的落地也將繼續深化應用和普及，為產業發展迎來新一輪增長機遇。當前我國民用無人機的發展潛力非常巨大，無人機環保應用的不斷深化，將促進產業保持升溫態勢。
