無人機遙感技術的應用研究

無人機遙感技術的應用研究摘要：無人機遙感系統(tǒng)由于具有機動、快速、經(jīng)濟等優(yōu)勢，已經(jīng)成為世界各國爭相研究的熱點課題，現(xiàn)已逐步從研究開發(fā)發(fā)展到實際應用階段，成為未來的主要航空遙感技術之一。關鍵詞：無人機；遙感技術；應用無人機是通過無線電遙控設備或機載計算機程控系統(tǒng)進行操控的不載人飛行器。無人機結構簡單、使用成本低，不但能夠完成有人駕駛飛機執(zhí)行的任務，更適用于有人飛機不宜執(zhí)行的任務，如危險區(qū)域的地質(zhì)災害調(diào)查、地震災害監(jiān)測、氣象監(jiān)測、測繪建模、水域監(jiān)測、空中救援指揮和生態(tài)環(huán)境遙感監(jiān)測等。1、無人機遙感技術概述無人機遙感（UnmannedAerialVehicleRemoteSensing）,即利用先進的無人駕駛飛行器技術、遙感傳感器技術、遙測遙控技術、通訊技術、GPS差分定位技術和遙感應用技術，實現(xiàn)自動化、智能化、專用化快速獲取空間遙感信息，完成遙感數(shù)據(jù)采集、處理、建模和應用分析的應用技術。無人機遙感是一個綜合的技術系統(tǒng)。它涉及微電子、自動化、計算機通訊、定位導航等多個領域。按照平臺構建框架，它的關鍵技術有：無人機遙感平臺集成技術、遙感數(shù)據(jù)的實時獲取與下載技術、遙感數(shù)據(jù)的地面接收與處理技術。2無人機遙感技術的主要優(yōu)劣勢分析2.1優(yōu)勢分析無人機遙感突破了傳統(tǒng)方式的束縛，相比于衛(wèi)星、載人航空等現(xiàn)代遙感平臺，它具有以下優(yōu)勢：（1）響應能力快：無人機的低空飛行便于空域申請，同時也降低了對天氣條件的要求。升空準備時間短、操作相對簡單。（2）圖像分辨率高：無人機遙感可獲取到超高分辨率數(shù)字影像和定位數(shù)據(jù)，可針對特殊監(jiān)測目標搭載全色波段、單波段、多波段等傳感器，也可以進行多角度攝影。（3）應用擴展能力強：系統(tǒng)為多種小型遙感傳感提供了多個搭載平臺，如探地雷達、熱成像儀、SAR等，便于擴展監(jiān)測功能。（4）運營成本低：系統(tǒng)的置建成本較低，運用成本、維護成本和操作人員的成本要低于載人機系統(tǒng)。2.2劣勢分析無人機的體積很小，這不僅是它的優(yōu)點也是缺點，在飛行高度很低的情況下，它的穩(wěn)定性很好，但是隨著飛行的高度越來越高，它的穩(wěn)定性也會越來越差，比如氣流或風壓等，都會對其穩(wěn)定性造成影響，從而使得其偏離自身航線或發(fā)生危險，在拍攝圖像時因焦距的限制存在精度達不到需求的情況。3無人機遙感技術工作流程及特殊應用3.1獲取測量所需影像信息進行項目工程測量的過程中，可以先利用無人機確定飛行路徑，選擇科學合理的場所以及環(huán)境開始試飛，在到達指定的地方之后，則需要有關人員實施相應調(diào)整，在根本上保障工程項目的工作安全以及質(zhì)量，從而推動工程順利實施。利用GPS定位系統(tǒng)精確地定位區(qū)域范圍，然后，利用無人機航測技術，對圖像進行評估，確定圖像的大小、比例，在無人機的測量中，利用無人機回傳技術對采集到的圖像進行實時處理，并將相關數(shù)據(jù)反饋給系統(tǒng)，可以有效地防止由于盲區(qū)遮擋而導致的誤差，避免影響到整個工程的精度和完整性。在實際應用中，需要相關人員充分發(fā)揮無人機技術的優(yōu)點，從而更好地提高圖像的清晰度和識別度。3.2采集測量數(shù)據(jù)在利用無人機遙感技術進行測量時，必須對測量的幾個關鍵問題和注意事項進行嚴密的研究。首先，獲取測量數(shù)據(jù)和資料時，可以采取下列兩種方法：手動數(shù)據(jù)采集和自動數(shù)據(jù)采集。自動數(shù)據(jù)采集主要是通過應用攝像機和傳感器，將采集到的數(shù)據(jù)信息存儲到機器中，只有需要影像采集的區(qū)域才進行采集；而手動數(shù)據(jù)采集指的是通過遙控器控制或參數(shù)設定，結合實際情況對數(shù)據(jù)進行采集測量。其次，在獲取所需的數(shù)據(jù)資料以后，需要進行重復測量，為航線的完整性和準確性提供保障。在采集測量數(shù)據(jù)的過程中，需要盡可能強化無人機攝像的分辨率，確保采集資料的準確性。最后，使用無人機遙感技術采集數(shù)據(jù)資料的過程中，除了對航測參數(shù)進一步的估算與測試之外，還需要對航測獲取初步成果進行進一步分析驗收，必要時進行重新補攝，從而得到更高精度的數(shù)據(jù)資料。3.3處理測量數(shù)據(jù)使用無人機遙感技術采集數(shù)據(jù)之后，需要對各種數(shù)據(jù)信息及時處理，采用人工的方式處理數(shù)據(jù)，很可能會受到主觀方面的干擾。所以在處理數(shù)據(jù)的過程中，需要使用成熟的遙感處理軟件才能最大限度的發(fā)揮無人機遙感技術的作用。在項目工程實施過程中，可以根據(jù)工程資料和數(shù)據(jù)，合理地確定測繪對象與作業(yè)方法，并以此為指導，以更少的投入獲得更為準確、詳盡的數(shù)據(jù)，保證所收集到的數(shù)據(jù)在處理后能夠得到較高的適用性和精確度。3.4在處理特殊情況中的運用在應對突發(fā)事件的過程中，無人機遙感技術也起到了很大的作用。利用無人機遙感技術，能夠有效地應對惡劣的天氣，遇到滑坡、泥石流等災害，能夠深入到災害現(xiàn)場進行實時監(jiān)控，同時也能保證應急處置的及時性，促進應急救援工作的順利實施。不僅如此，無人機遙感技術還可以用于惡劣環(huán)境中的探測，可以打破環(huán)境的局限，獲得相應的數(shù)據(jù)。此外，通過使用無人機遙感技術，還可以獲取到文物建筑、工程項目、軍用等特定目標的圖像數(shù)據(jù)，從而大大提高制圖工作的效率，節(jié)省大量的人力物力。4無人機遙感技術應用中的注意要點4.1注意檢查設備在無人機遙感項目工作開始之前，為了提高測繪的質(zhì)量，必須要對儀器進行調(diào)試和檢查。第一，確保全部設備質(zhì)量符合要求，同時滿足相應的檢測和驗收標準，還需要對設備進行調(diào)試。第二，定期對通訊設備以及記錄設備等進行檢查，如攝影平臺，務必在通電的情況下進行檢查，以此確保設備的正常運轉(zhuǎn)。第三，在無人機遙感項目實施前，要對無人機的相機性能、鏡頭、云臺等進行檢查。4.2控制飛行和攝影質(zhì)量無人機拍攝工作效率，取決于航測人員的技術，所以有關人員必須嚴格控制無人機飛行，按照規(guī)定實施拍攝，確保拍攝的質(zhì)量符合要求。第一，準時入場，為了確保畫面的安全，需要對無人機的起飛環(huán)境和起飛重量進行嚴格控制。第二，必須事先設計好無人機的飛行高度，同時在實際運行過程中嚴格遵循標準規(guī)范實施操作。通常而言，該地區(qū)實際航程和設計航程高度存在一定誤差，務必將該誤差控制在可控區(qū)間內(nèi)。其次，飛行過程中需要控制好無人機姿態(tài)，避免影響無人機數(shù)據(jù)采集質(zhì)量。同時還需要將無人機上升和下降的速度精確到一定的范圍，為無人機飛行的安全性提供保障。降落后及時驗收數(shù)據(jù)，一旦出現(xiàn)了疏漏，就必須后期及時補拍，確保測繪質(zhì)量。4.3優(yōu)化像控點測繪流程應用無人機遙感技術的過程中，需要科學合理的規(guī)劃攝像控點的布置情況，并持續(xù)不斷的進行優(yōu)化與完善。第一，在遵循項目工程特征的情況下，合理確定拍攝范圍與區(qū)域，在需要拍攝的位置對自由網(wǎng)效果進行檢查，并制作自由網(wǎng)格。第二，根據(jù)所測量區(qū)域的地形和地勢等，合理設計像控點測繪布設方案，為最后圖片的質(zhì)量提供保障。收集數(shù)據(jù)時，工作人員需要對原始數(shù)據(jù)進行保留，不可以隨意的進行更改與刪除，以此保留元數(shù)據(jù)信息，為日后調(diào)整提供參考。在拍攝的時候，收集到的大量數(shù)據(jù)通常不會長久的保存在采集器中，所以，要根據(jù)實際情況，定期的對信息導出備份整理。5結束語在實際的工程項目工作中，合理運用無人機遙感技術，可以顯示出巨大實用價值。為此，工作人員需充分把握技術優(yōu)點，增強技術應用的針對性，從實踐中不斷總結與創(chuàng)新。綜合當前無人機在各行業(yè)應用總體情況，無人機遙感技術在提供更詳實數(shù)據(jù)的同時，已經(jīng)能夠保證數(shù)據(jù)結果的精度和可靠性。參考文獻：[1]褚喆，李俊寶.工程測繪中