無人機在河流環(huán)境調(diào)查中的應(yīng)用

1、無人機在河流環(huán)境調(diào)查中的應(yīng)用 在環(huán)境調(diào)查中，對地理信息的需求通常有如下困難：大面積觀測、多時相觀測、復(fù)雜區(qū)域觀測、所需數(shù)據(jù)成果的多樣性。而無人機低空攝影測量技術(shù)的興起， 為環(huán)境調(diào)查尤其是長度較長、區(qū)域復(fù)雜的河流環(huán)境調(diào)查提供了極大的便利。1 無人機航空攝影測量系統(tǒng)簡介無人機航空攝影測量系統(tǒng)是由無人機技術(shù)、遙感與測量技術(shù)、計算機技術(shù)等共同發(fā)展而融合的新技術(shù)，通常由硬件（包括無人機、相機、計算機等）、軟件（地面站控制軟件、相片處理軟件、影像應(yīng)用軟件等）和售后服務(wù)團隊組成。無人機航空攝影測量相對于常規(guī)測量具有如下的優(yōu)勢：1） 機動性、靈活性、安全性。無人機復(fù)雜條件起降、飛行、危險惡劣環(huán)境下（森林火災(zāi)、

2、火山爆發(fā)等）直接獲取影像。2） 低成本獲取數(shù)據(jù)。無人機遙感系統(tǒng)的購置、運行成本都大大低于衛(wèi)星和載人飛機， 其對場地和人員的技術(shù)要求也比載人飛機低，且日常維護簡單，使遙感數(shù)據(jù)的獲取成本大大降低。地面分辨率傳感器飛行高度單張照片覆蓋范圍10cmCanon IXUS 125 HS330m472m x 354mSony NEX-5R320m499 mx 332mSony RX1R580m592 mx 396 m3） 大面積觀測。無人機觀測的面積和多個因素相關(guān)，例如相機、需求的分辨率、飛行高度、飛行時間。以下是在 10cm 的分辨率下，不同傳感器的飛行高度以及單張照片的覆蓋面積。4） 復(fù)雜區(qū)域觀測。對于

3、一些復(fù)雜區(qū)域例如河流、灘涂等常規(guī)測繪工具難以進入的區(qū)域 ，無人機測繪具有巨大優(yōu)勢。5） 分辨率高、多角度。低空多角度拍攝，直接獲取地面紋理信息，有效避免衛(wèi)星遙感和普通航空攝影測量建筑物遮擋問題。空間分辨率能達到分米甚至厘米級，可用于構(gòu)建精確的數(shù)字模型和三維立體景觀圖。6） 成果豐富。無人機航空攝影測量系統(tǒng)能夠提供豐富的測量成果，如點云、DEM、DSM 、 DOM，甚至三維模型。正射影像圖(DOM)數(shù)字高程模型(DEM)彩色點云及三維模型2 無人機航空攝影測量一般工作流程通常無人機測量的工作流程有以下幾步：航線規(guī)劃、控制點布設(shè)（如果需要）、無人機野外航測、像控點采集（如果需要）、相片獲取、數(shù)據(jù)處

4、理、數(shù)據(jù)應(yīng)用等。3 無人機航空攝影測量在河流環(huán)境調(diào)查中的應(yīng)用案例3.1 澗河流域環(huán)境調(diào)查澗河發(fā)源于河南陜縣觀音堂，全長 104 公里，流域面積 1430 平方公里，于洛陽市區(qū)瞿家屯流入洛河。該河兩岸分布著多家企業(yè)和眾多的居民地，排污嚴(yán)重。應(yīng)鄭州大學(xué)環(huán)境技術(shù)咨詢工程公司所托，利用無人機航空攝影測量技術(shù)，獲取基礎(chǔ)的地理信息數(shù)據(jù)。本次調(diào)查所用無人機為飛梭 TEZ 復(fù)合材料版無人機。經(jīng)過處理，獲取的成果有 10cm 分辨率的 DOM、點云等。從高分辨率的正射影像上，我們可以宏觀且清晰的觀察河流得到水質(zhì)、沿岸的排污企業(yè)、甚至排污口。水質(zhì)觀察河流沿岸的排污企業(yè)排污口將正射影像導(dǎo)入到谷歌地球，可以清晰地看出

5、，無人機獲取的正射影像跟原谷歌影像完美“擬合”，這樣能查看排污口在地球上的絕對位置，方便工作人員實地查找。排污口在地球上的絕對位置3.2 淮河信陽段采砂現(xiàn)狀調(diào)查淮河信陽段有著豐富的河砂資源，對河砂的大量攫取，對河床和河流環(huán)境造成了巨大的破壞。該次調(diào)查利用飛梭 TEZ 無人機，搭載 sony A5100 相機獲取影像，經(jīng)過處理，得到分辨率 20cm 的正射影像，從影像上，我們可以清楚地看到采砂船和被破壞的河床。采砂船破敗不堪的河床3.3 山東大汶河環(huán)境調(diào)查大汶河發(fā)源于山東旋崮山北麓沂源縣境內(nèi)，匯泰山山脈、蒙山支脈諸水，自東向西流經(jīng)萊蕪、新泰、泰安、肥城、寧陽、汶上、東平等縣、市1 ，匯注東平湖，出陳山口后入黃河。干流河道長 239 公里，流域面積 9098 平方公里。習(xí)慣上東平縣馬口以上稱大汶河，干流長 209 公里，流域面積 8633 平方公里泰安大汶口以上為上游，大汶口至東平縣戴村壩為中游，戴村壩以下為下游，為大清河。東平縣馬口以下稱東平湖區(qū)，流域面積（不包括新湖區(qū)）465 平方公里。本次調(diào)查范圍自上游萊蕪市鋼城區(qū)顏莊鎮(zhèn)段至泰安市東平縣戴村壩，共約 140km，所用無人機型號為飛梭 T