無(wú)人機(jī)遙感海洋監(jiān)測(cè)技術(shù)及其發(fā)展

1、無(wú)人機(jī)遙感海洋監(jiān)測(cè)技術(shù)及其發(fā)展我國(guó)地域遼闊，海島眾多，隨著“海洋強(qiáng)國(guó)”戰(zhàn)略的實(shí)施，海島地 區(qū)成為緩解國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要保障，同時(shí)也是維護(hù)海洋權(quán)益的重要戰(zhàn)略。 目前，海島的過(guò)度開(kāi)發(fā)導(dǎo)致海岸線(xiàn)位置發(fā)生變化，海洋生態(tài)環(huán)境惡化， 嚴(yán)重影響海島資源的可持續(xù)發(fā)展。海洋經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展加劇了海島空 間信息的應(yīng)用，急需新的技術(shù)對(duì)海洋的現(xiàn)狀進(jìn)行監(jiān)測(cè)。由于海島的地 勢(shì)、地貌較為復(fù)雜，常規(guī)的人工測(cè)量難以完成地理空間采集的任務(wù)， 現(xiàn)有的衛(wèi)星遙感技術(shù)的分辨率較低，航空遙感成本較高，容易受到天 氣的影響，使得很多海島地區(qū)的地形數(shù)據(jù)更新緩慢。近年來(lái)，無(wú)人機(jī) 遙感技術(shù)得到了發(fā)展與應(yīng)用，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)具有高時(shí)效性、低成本 的特點(diǎn)，同

2、時(shí)還有高自動(dòng)化的專(zhuān)業(yè)處理軟件的支持，能夠滿(mǎn)足海洋地 區(qū)獲取地理空間信息的要求，獲取海岸線(xiàn)變化以及海洋的現(xiàn)狀，在海 洋監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用一片光明。1無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)無(wú)人機(jī)就是使用無(wú)線(xiàn)電智能操控不載人飛機(jī)并完成監(jiān)測(cè)任務(wù)，可 以通過(guò)計(jì)算機(jī)智能操控，對(duì)空間的要求較低，操作方便，成本低，不 會(huì)受到環(huán)境的影響，適應(yīng)能力非常強(qiáng)，適合危險(xiǎn)系數(shù)高的任務(wù)。無(wú)人 機(jī)可以搜集高分辨率的影響資料，與衛(wèi)星遙感技術(shù)相比，不會(huì)受到惡 劣天氣的影響，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)衛(wèi)星遠(yuǎn)距離采集的弊端。遙感技術(shù)作為一 種新興的探測(cè)技術(shù)，在電磁波理論的支撐下，能夠遠(yuǎn)距離對(duì)物體的情 況進(jìn)行觀察，并搜集被監(jiān)測(cè)對(duì)象的紫外線(xiàn)活動(dòng)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合， 從而完成對(duì)監(jiān)控對(duì)

3、象的識(shí)別。通過(guò)遙感技術(shù)能夠?qū)Ω叻直媛实挠绊戀Y 料進(jìn)行快速查詢(xún)，對(duì)搜集到的信息進(jìn)行整合和傳送，與無(wú)人機(jī)相結(jié)合， 將其應(yīng)用在海洋領(lǐng)域的監(jiān)測(cè)中，能夠更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)海洋的管理。2海洋監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀及無(wú)人機(jī)的應(yīng)用需求2.1海洋資源環(huán)境監(jiān)測(cè)我國(guó)有著非常豐富的海島資源，漁業(yè)發(fā)達(dá)，但是近年來(lái)海洋領(lǐng)域受到各方面的破壞。為了保護(hù)海洋環(huán)境，維護(hù)海洋領(lǐng)域安全，國(guó)家對(duì) 重點(diǎn)海洋區(qū)域的巡邏力度加大，但是還是會(huì)受到外界條件的限制，當(dāng) 遇到突發(fā)事件時(shí)無(wú)法進(jìn)行及時(shí)的回應(yīng)與處理。無(wú)人機(jī)的飛行速度快， 監(jiān)測(cè)的面積廣，能夠?qū)Ｑ笞兓M(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，第一時(shí)間獲取有用的 資源，快速發(fā)現(xiàn)海上突發(fā)情況，對(duì)海冰分布情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，為海 上工程提供一手

4、資料，高效率的完成海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)的重任。2.2海洋動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與執(zhí)法我國(guó)海洋面積遼闊，海洋工程不斷增加，違法打撈，占用港口等 活動(dòng)嚴(yán)重影響了海洋的正常秩序，地面監(jiān)測(cè)與船只巡邏等已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn) 足海洋監(jiān)測(cè)的需求，轉(zhuǎn)型能力較差，無(wú)法對(duì)違法用海的活動(dòng)進(jìn)行詳細(xì) 取證，無(wú)法保證海上安全。2.3海洋突發(fā)情況應(yīng)急響應(yīng)海上自然災(zāi)害容易造成海洋事故，針對(duì)海上救援工作，傳統(tǒng)的海 洋救援應(yīng)急響應(yīng)能力不足，對(duì)搜救的范圍有限，阻礙了海上救援的速 度，無(wú)法在第一時(shí)間得知海洋事故并趕往事故地點(diǎn)，事故現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法與 救援中心取得高效速接；另外，針對(duì)海洋的災(zāi)害情況，比如海上油輪 泄露，會(huì)對(duì)海洋造成非常大的破壞，海洋有關(guān)部門(mén)需要快速了解事故

5、發(fā)生的具體情況，船舶監(jiān)測(cè)技術(shù)無(wú)法快速了解災(zāi)害情況，無(wú)法立即采 取補(bǔ)救措施。海上艦艇、衛(wèi)星遙感等監(jiān)測(cè)技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)有的工 作需求，相比之下，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的相應(yīng)時(shí)間快，具有較強(qiáng)的靈活 性，同時(shí)應(yīng)用成本低，在惡劣的天氣下也可以正常監(jiān)測(cè)，對(duì)海上應(yīng)急 監(jiān)測(cè)具有極大的幫助。3無(wú)人機(jī)遙感海洋監(jiān)測(cè)技術(shù)的具體應(yīng)用3.1災(zāi)害監(jiān)測(cè)近年來(lái)海洋自然災(zāi)害事故時(shí)有發(fā)生，比如風(fēng)暴潮、赤潮等，嚴(yán)重 影響我國(guó)沿海地區(qū)居民的正常生活，為沿海地區(qū)居民帶來(lái)巨大的財(cái)產(chǎn) 損失，使用人工監(jiān)測(cè)的技術(shù)對(duì)這些災(zāi)害事故無(wú)法預(yù)測(cè)全面，不能對(duì)信 息有快速及時(shí)的掌握，容易造成預(yù)報(bào)不及時(shí)情況的發(fā)生，而且監(jiān)測(cè)的 數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確，容易造成處理偏差等情況。使

6、用無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)對(duì)災(zāi) 害進(jìn)行影響攝取，搭配影響設(shè)備對(duì)海洋進(jìn)行視頻錄取，以獲取災(zāi)害的 具體情況，能夠獲得更加全面的災(zāi)害情況，對(duì)災(zāi)前預(yù)報(bào)與監(jiān)控的監(jiān)測(cè) 效果極好。3.2海洋測(cè)繪在人為或者其他自然條件的影響下，港口、河流入口等交界地特 別容易發(fā)生地形地勢(shì)的變化人。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要，人們會(huì)對(duì)水陸 交界的區(qū)域進(jìn)行開(kāi)發(fā)，比如填海造地，發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)等，會(huì)造成地形地 勢(shì)的變化；在自然環(huán)境的影響下，入?？诘臎_擊會(huì)造成海岸線(xiàn)發(fā)生變 化，從而造成地形變更，對(duì)這些區(qū)域進(jìn)行監(jiān)測(cè)，將會(huì)對(duì)海岸的管理起 到重要作用。使用無(wú)人機(jī)對(duì)海洋進(jìn)行監(jiān)測(cè)，比傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法更快更 好，無(wú)人機(jī)技術(shù)能夠?qū)Ｋ膮^(qū)域范圍進(jìn)行擴(kuò)大，以獲得具有更高分

7、辨率的遙感數(shù)據(jù)，完成海洋數(shù)據(jù)分析。主要表現(xiàn)在以下幾方面：3.2.1海冰監(jiān)測(cè)海冰是海洋冬季比較嚴(yán)重的災(zāi)害之一，海冰遙感能確定不同類(lèi)型 的冰及其分布，從而提供準(zhǔn)確的海冰預(yù)報(bào)。海冰可分為冰山、冰塊、 新冰、一年餅等不同類(lèi)型的冰齡及其成因都是不同的。無(wú)人機(jī)技術(shù)從 而可以掌握海冰的形成、生長(zhǎng)、移動(dòng)、消亡等過(guò)程。有了這些資料， 就可做出冰情預(yù)報(bào)，也可提供海冰參數(shù)。3.2.2赤潮分析在我國(guó)，從渤海灣到南海，近幾年來(lái)，每年都有多次赤潮發(fā)生。 無(wú)人機(jī)遙感可監(jiān)測(cè)某些赤潮發(fā)生的范圍、時(shí)間和地點(diǎn)，并根據(jù)水文氣 象資料進(jìn)行赤潮的實(shí)時(shí)速報(bào)。3.2.3海洋動(dòng)力遙感觀測(cè)風(fēng)力、波浪、潮流等是塑造海洋環(huán)境的動(dòng)力，利用RS，GPS

8、等現(xiàn) 代海洋觀測(cè)技術(shù)可以大范圍快速、準(zhǔn)確、直接地獲得海洋動(dòng)力信息， 利用SAR對(duì)淺海區(qū)域進(jìn)行探測(cè)，建立DEM，為風(fēng)暴潮的到來(lái)提供數(shù) 據(jù)參考。使用無(wú)人機(jī)技術(shù)進(jìn)行海島礁監(jiān)測(cè)時(shí)，可以獲得更多關(guān)于海道 礁的信息，以更好的完成對(duì)海島的監(jiān)測(cè)。此外，利用無(wú)人機(jī)遙感影像對(duì)海岸以及港口的信息進(jìn)行提取，與GIS技術(shù)相結(jié)合，對(duì)海洋的面積以及變化的情況進(jìn)行分析預(yù)測(cè)；利用 無(wú)人機(jī)搭載對(duì)填海造地工程進(jìn)行指導(dǎo)。3.3海洋參數(shù)反演對(duì)全球氣候變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，海洋是最為關(guān)鍵的一部分，海表的 溫度與海面的濕度參數(shù)都是影響全球氣候變化的重要參數(shù)。無(wú)人機(jī)遙 感技術(shù)是獲取海洋環(huán)境參數(shù)的重要手段，可以對(duì)海洋進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)， 對(duì)氣候變化以及海

9、洋循環(huán)等提供詳細(xì)的數(shù)據(jù)，無(wú)人機(jī)還可以對(duì)重點(diǎn)海 洋區(qū)域的環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，是衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)的重要輔助手段，可以提供 關(guān)于海洋異常變化、生物環(huán)境變化以及海洋鹽度變化的具體數(shù)據(jù)，為 海洋研究提供數(shù)據(jù)參考。同時(shí)無(wú)人機(jī)獲取的海洋環(huán)境參數(shù)還可以進(jìn)為 海上油氣平臺(tái)建設(shè)提供耐腐蝕性的數(shù)據(jù)。3.4海事監(jiān)管無(wú)人機(jī)中有配備高分辨率的攝像機(jī)和自動(dòng)跟蹤設(shè)備，可以對(duì)肇事 船舶進(jìn)行搜救，對(duì)海上遇險(xiǎn)人員進(jìn)行定位，并快速達(dá)到事故現(xiàn)場(chǎng)，對(duì) 發(fā)生事故的程度以及救援情況進(jìn)行預(yù)測(cè)，將捕捉到的影像進(jìn)行回傳， 為事故調(diào)查取證等工作提供準(zhǔn)確的參考信息，對(duì)事故的發(fā)展情況進(jìn)行 監(jiān)控，是海事監(jiān)管救助的重要輔助工具。無(wú)人機(jī)的抗風(fēng)性較好，不會(huì) 受到外界條件的影響，在惡劣的天氣情況下也可以對(duì)事故船只進(jìn)行搜 救，一旦發(fā)生危險(xiǎn)也不會(huì)傷害到搜救人員的人身安全，最大程度的避 免了安全事故的發(fā)生，是惡劣天氣情況下最可靠的裝備。4會(huì)吉論無(wú)人機(jī)遙感海洋監(jiān)測(cè)技術(shù)具有高時(shí)效性、高靈活性的技術(shù)，應(yīng)用 價(jià)值非常高，隨著人們對(duì)海洋的開(kāi)發(fā)力度不斷擴(kuò)大，需要獲取海洋領(lǐng) 域各方面的