無人機(jī)遙感技術(shù)與應(yīng)用

1、無人機(jī)遙感技術(shù)與應(yīng)用摘要：當(dāng)前我國(guó)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，科技水平在不斷提高。無人機(jī)技術(shù)也在不斷地 發(fā)展。當(dāng)前我國(guó)的無人機(jī)技術(shù)在世界上已經(jīng)名列前茅，許多的國(guó)家先后引進(jìn)我國(guó) 先進(jìn)的無人機(jī)技術(shù)。無人機(jī)技術(shù)以其絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)，迅速在各行各業(yè)得以應(yīng)用與發(fā) 展。目前在環(huán)保、農(nóng)業(yè)、抗震救災(zāi)、測(cè)繪等都廣泛應(yīng)用。關(guān)鍵詞：無人機(jī)遙感技術(shù)；傳感器；具體應(yīng)用引言隨著社會(huì)的進(jìn)步，科技的發(fā)展，各行各業(yè)的發(fā)展也需要有高科技的支持。將 高科技應(yīng)用于各項(xiàng)工作中對(duì)于其技術(shù)的發(fā)展與社會(huì)的發(fā)展都具有非常重要的意義。 當(dāng)前，無人機(jī)技術(shù)在具體各項(xiàng)工程測(cè)繪中具有非常大的優(yōu)勢(shì)。無人機(jī)技術(shù)以其靈 活輕便、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)勢(shì)被廣泛地應(yīng)用于許多工程工作當(dāng)中。1概

2、述無人飛行器、數(shù)碼傳感器、定位系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)構(gòu)成了無人機(jī)遙感測(cè) 繪技術(shù)。通過計(jì)算機(jī)技術(shù)、定位系統(tǒng)以及信息通訊技術(shù)相結(jié)合來完成工作。相比 傳統(tǒng)條件下的各種限制測(cè)繪工作的開展，應(yīng)用無人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)能夠有效彌補(bǔ) 傳統(tǒng)條件下進(jìn)行測(cè)繪與信息采集手段的不足與缺陷。2無人機(jī)遙感2.1定義無人機(jī)遙感的根本目的就是利用目前最先進(jìn)的無人駕駛飛行技術(shù)、通信技術(shù)、 遙感傳感器技術(shù)、GPS差分定位技術(shù)、遙測(cè)遙控技術(shù)以及遙感應(yīng)用技術(shù)等等技術(shù)。 實(shí)現(xiàn)智能化、自動(dòng)化、專業(yè)化的目的，以此來快速獲取國(guó)土、事件、環(huán)境、資源 等空間的遙感信息，并對(duì)突發(fā)事件進(jìn)行實(shí)時(shí)的處理、建模和分析的先進(jìn)新興航空 遙感技術(shù)解決方案。2.2無人

3、機(jī)遙感的原理無人機(jī)采集空間完整信息的工作平臺(tái)主要分為以下四個(gè)部分：第一：保障系 統(tǒng)部分；第二：測(cè)控及信息傳輸系統(tǒng)部分；第三：飛行器系統(tǒng)部分；第四：信息 獲取與處理部分。2.3數(shù)據(jù)采集與處理2.3.1數(shù)據(jù)采集目前無人機(jī)遙感影像獲取主要有三個(gè)步驟，即飛行前準(zhǔn)備、參數(shù)設(shè)置和航線 規(guī)劃、航線上傳飛機(jī)。2.3.1.1在谷歌地球上設(shè)定一個(gè)區(qū)域并保存KMZ文件，把該文件導(dǎo)入可獲得飛 行指定區(qū)域。無需控制點(diǎn)的飛行作業(yè)，可直接在指定區(qū)域進(jìn)行航線規(guī)劃，需要控 制點(diǎn)的作業(yè)，需要在指定區(qū)域內(nèi)，均勻布置控制點(diǎn)。2.3.1.2對(duì)指定飛行作業(yè)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和航線規(guī)劃。2.3.1.3起飛前將飛機(jī)與地面站利用電臺(tái)進(jìn)行聯(lián)調(diào)

4、，將規(guī)劃的航線上傳至飛機(jī)， 開始攝影直至整個(gè)區(qū)域完成攝影。其采集的原始數(shù)據(jù)主要存儲(chǔ)在慣性INS導(dǎo)航系 統(tǒng)和GPS導(dǎo)航系統(tǒng)中。但是該方式無法滿足地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急救援對(duì)時(shí)限的需求，在 災(zāi)害救援中數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸與處理成為新的發(fā)展趨勢(shì)。采用高分辨率遙感數(shù)據(jù)與無 人機(jī)平臺(tái)其他傳感器數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理融合與可靠下傳是保障無人機(jī)航空遙感全天 時(shí)作業(yè)的重要技術(shù)手段。數(shù)據(jù)在編碼與壓縮后傳輸將提高數(shù)據(jù)傳輸速率，能夠滿足同步進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的需求，保證快速提交成果。2.3.2數(shù)據(jù)處理是無人機(jī)低空遙感系統(tǒng)的核心工作，包括影像的預(yù)處理、相機(jī) 高精度檢測(cè)、影像匹配、自動(dòng)空中三角測(cè)量、DSM/DEM的自動(dòng)提取、DOM的生 成與無縫拼接等

5、技術(shù)。由于無人機(jī)遙感通常采用小型數(shù)字相機(jī)或掃描儀，像輻小， 圖像數(shù)量龐大，低空飛行受氣流影響產(chǎn)生較大的傾角，圖像旋轉(zhuǎn)和投影形變差異 過大，逐幅處理增大了難度。因此常采用GPS數(shù)據(jù)與IMU數(shù)據(jù)引導(dǎo)下實(shí)現(xiàn)影像質(zhì) 量、飛行質(zhì)量的快速檢查，圖像特征自動(dòng)匹配與數(shù)據(jù)快速處理算法，經(jīng)過區(qū)域平 差后內(nèi)插生成數(shù)字高程模型（DEM）與正射影像圖（DOM）。2.4無人機(jī)遙感處理軟件目前，無人機(jī)遙感圖像處理軟件主要有Pix4UAV、ERDAS/LPS、Inpfo、 PixelGrid、PhotoScan、DPGrid1718。3無人機(jī)遙感應(yīng)用3.1應(yīng)急測(cè)繪中的應(yīng)用我國(guó)自然災(zāi)害頻發(fā)，為了快速救援，減少損失，需要組織快速

6、的應(yīng)急救援。 提高災(zāi)害應(yīng)急救援效率的關(guān)鍵因素是迅速準(zhǔn)確獲取災(zāi)害發(fā)生后的災(zāi)情信息。無人 機(jī)遙感具有影像分辨率高、機(jī)動(dòng)快速、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)便捷的特點(diǎn)，且能夠在高 危地區(qū)作業(yè)，非常適合于各種自然災(zāi)害的應(yīng)急救援。其主要有洪澇災(zāi)害監(jiān)測(cè)評(píng)估、 氣象災(zāi)害監(jiān)測(cè)、地質(zhì)災(zāi)害巡查與防護(hù)、地震災(zāi)害救援與災(zāi)情評(píng)估等方面。3.1.1洪澇災(zāi)害監(jiān)測(cè)評(píng)估無人機(jī)遙感對(duì)洪澇災(zāi)害的監(jiān)測(cè)評(píng)估主要有以下幾個(gè)方面的用處：a.利用航拍 影像分析汛情的發(fā)展?fàn)顩r；b.使用相關(guān)的軟件在影像上提取洪水范圍，評(píng)估損失 情況；c.結(jié)合DEM、DODM和高程等數(shù)據(jù)確定水位和水深，結(jié)合土地利用數(shù)據(jù)確 定土地淹沒類型和面積。（這段格式可以不用改，因?yàn)橐呀?jīng)細(xì)化

7、到很小的點(diǎn)了， 再細(xì)化就3.1.1.1 了，很奇怪，不成段落，建議不要改）3.1.2氣象災(zāi)害監(jiān)測(cè)UAV遙感系統(tǒng)可以提供圖像數(shù)據(jù)和據(jù)此分析的災(zāi)情信息，據(jù)此可以進(jìn)行災(zāi)害 發(fā)生的范圍和災(zāi)害損失的評(píng)估。針對(duì)雨雪、冰凍災(zāi)害，可以對(duì)低溫的發(fā)生強(qiáng)度以 及低溫冷害的分布范圍實(shí)施實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，并且能夠迅速地研究低溫冷害發(fā)生發(fā) 展的一般規(guī)律，為相關(guān)部門及時(shí)采取有效救災(zāi)措施提供及時(shí)全面的信息。3.1.3地質(zhì)災(zāi)害巡查與防護(hù)對(duì)于山體滑坡和泥石流等重大地質(zhì)災(zāi)害，可以分析災(zāi)害嚴(yán)重程度及其空間分 布，幫助政府分配緊急響應(yīng)資源，快速準(zhǔn)確地獲取泥石流環(huán)境背景要素信息，而 且能夠監(jiān)測(cè)其動(dòng)態(tài)變化，為準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。3.1.4

8、地震災(zāi)害救援與災(zāi)情評(píng)估UAV遙感系統(tǒng)可以快速獲取災(zāi)區(qū)地球表面的自然地貌、人工景觀以及人類活 動(dòng)的痕跡，能夠準(zhǔn)確客觀、全面地反映地震后災(zāi)區(qū)的全面景觀，為震害調(diào)查、損 失快速評(píng)估提供科學(xué)依據(jù)，而且可以確定極震區(qū)位置、災(zāi)區(qū)范圍、宏觀地震烈度 分布、建筑物和構(gòu)筑物破壞概況以及急需搶修的工程設(shè)施等，以便為震后速報(bào)災(zāi) 情、快速評(píng)估地震損失、救災(zāi)減災(zāi)提供決策。3.2國(guó)土資源環(huán)境調(diào)查與城市管理無人機(jī)遙感在國(guó)土資源環(huán)境調(diào)查與城市管理方面的應(yīng)用主要是城市交通管理、 土地及資源調(diào)查與分類、違章用地監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等。例如，應(yīng)用UAVRSS監(jiān)測(cè) 國(guó)土變化，能實(shí)時(shí)、全面、準(zhǔn)確地提供國(guó)土資源的數(shù)量、質(zhì)量、分布及其變化趨 勢(shì)

9、數(shù)據(jù)，加強(qiáng)土地執(zhí)法監(jiān)察活動(dòng)中的事前監(jiān)察、及時(shí)制止、事后查處土地利用違 法行為，開創(chuàng)了土地執(zhí)法監(jiān)察工作的新局面；國(guó)土事業(yè)部門和相關(guān)公司利用無人 機(jī)裝載小型高分辨率數(shù)碼相機(jī)對(duì)一些縣市開展土地資源調(diào)查，制作區(qū)域土地利用 類型遙感圖，提供農(nóng)村集體土地所有權(quán)確權(quán)測(cè)量依據(jù)，大大改善了傳統(tǒng)外業(yè)測(cè)量 人為因素大、效率低、大范圍工作成本高、工作時(shí)間長(zhǎng)等弊端，并經(jīng)實(shí)地取樣測(cè) 量檢驗(yàn)證實(shí)，由UAV遙感信息處理所得數(shù)據(jù)在外業(yè)像控和內(nèi)業(yè)整合后，能滿足工 作精度要求，使無人機(jī)遙感逐步成為了國(guó)土資源管理的好幫手。3.3環(huán)境保護(hù)由于無人機(jī)自身的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，是其他方式所無法比擬的，所以，它在環(huán)境應(yīng) 急監(jiān)測(cè)工作的過程中可以及時(shí)的獲

10、取突發(fā)環(huán)境事件所在區(qū)域的具體環(huán)境現(xiàn)狀、事 件影響面積以及事件擴(kuò)散范圍等信息。利用無人機(jī)遙感技術(shù)來進(jìn)行環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測(cè) 工作是一種全新的高科技辦法，這種辦法可以為環(huán)境事件的應(yīng)急處理以及管理決 策方面提供重要的技術(shù)支撐。結(jié)語無人機(jī)遙感因?yàn)樗陨砭哂斜容^獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，它將在我國(guó)的物流業(yè)、測(cè)量和 資源調(diào)查、實(shí)景真三維、地理國(guó)情檢測(cè)、創(chuàng)建智慧城市、數(shù)字考古工作以及搶險(xiǎn) 救災(zāi)等方面保持快速發(fā)展，無人機(jī)遙感的適用范圍以及使用需求將會(huì)大大增加， 這要點(diǎn)對(duì)于完善無人機(jī)遙感動(dòng)態(tài)觀測(cè)體系和服務(wù)方面具有重大的意義。參考文獻(xiàn)1李軍英.基于無人機(jī)遙感技術(shù)的土地利用現(xiàn)狀調(diào)查D.吉林大學(xué)，2017.2張雨.基于無人機(jī)遙感的水稻氮素營(yíng)養(yǎng)診斷研究D.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，2017.3楊柳，陳延輝，岳德鵬等.無人機(jī)遙感影像的城市綠地信息提取J.2016.王光彥，姚堅(jiān)，李登富，等.低空無人機(jī)