無人機(jī)航測技術(shù)與應(yīng)用課件：無人機(jī)航測技術(shù)與應(yīng)用緒論

無人機(jī)航測技術(shù)與應(yīng)用緒論

1.1無人機(jī)無人機(jī)（UnmannedAerialVehicle，UAV）是一種機(jī)上無人駕駛的航空器，具有動(dòng)力裝置和導(dǎo)航模塊，在一定范圍內(nèi)靠無線電遙控設(shè)備或者計(jì)算機(jī)程序控制自主飛行。無人機(jī)作為一種新型遙感平臺，廣泛應(yīng)用于水利工程、油氣管道巡檢、應(yīng)急救援、環(huán)境監(jiān)測、農(nóng)村土地利用調(diào)查、城市管理等領(lǐng)域。1.1無人機(jī)1.1無人機(jī)UAV的研制始于20世紀(jì)初有人駕駛飛機(jī)誕生后的十幾年，經(jīng)過近一個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，已形成了一個(gè)大家族。UAV種類繁多，從動(dòng)力、用途、控制方式、航程和飛行器重量等方面可分為多種類型。按照系統(tǒng)組成和飛行特點(diǎn)，無人機(jī)可分為固定翼型無人機(jī)、無人駕駛直升機(jī)兩大類。1.1無人機(jī)固定翼型無人機(jī)通過動(dòng)力系統(tǒng)和機(jī)翼的滑行實(shí)現(xiàn)起降和飛行，遙控飛行和程控飛行均容易實(shí)現(xiàn)，抗風(fēng)能力也比較強(qiáng)，類型較多，能同時(shí)搭載多種遙感傳感器。其起飛方式有滑行、彈射、車載、火箭助推和飛機(jī)投放等；降落方式有滑行、傘降和撞網(wǎng)等。固定翼型無人機(jī)的起降需要比較空曠的場地，適合于礦山資源監(jiān)測、林業(yè)和草場監(jiān)測、海洋環(huán)境監(jiān)測、污染源及擴(kuò)散態(tài)勢監(jiān)測、土地利用監(jiān)測以及水利、電力等領(lǐng)域的應(yīng)用。1.1無人機(jī)無人駕駛直升機(jī)的技術(shù)優(yōu)勢是能夠定點(diǎn)起飛、降落，對起降場地的條件要求不高，其飛行也是通過無線電遙控或機(jī)載計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)程控。但無人駕駛直升機(jī)的結(jié)構(gòu)相對比較復(fù)雜，操控難度也較大，所以種類有限，主要應(yīng)用于突發(fā)事件的調(diào)查，如單體滑坡勘查、火山環(huán)境的監(jiān)測等領(lǐng)域。1.1無人機(jī)無人機(jī)系統(tǒng)（UnmannedAircraft/AerialSystem，UAS）是一套綜合的技術(shù)支撐系統(tǒng)，是對無人機(jī)概念的擴(kuò)展，它由機(jī)體、機(jī)上載荷和地面設(shè)備等組成，用于實(shí)現(xiàn)無人機(jī)飛行、操控、數(shù)據(jù)處理和信息傳遞等功能。1.2無人機(jī)航測無人機(jī)航測是指以無人機(jī)為平臺的航空攝影測量技術(shù)。它利用無線電設(shè)備來控制飛行器，通過搭載在無人機(jī)平臺上的任務(wù)設(shè)備來快速獲取信息。無人機(jī)航測是傳統(tǒng)航空攝影測量手段的有力補(bǔ)充，具有機(jī)動(dòng)靈活、高效快速、精細(xì)準(zhǔn)確、作業(yè)成本低、適用范圍廣、生產(chǎn)周期短等特點(diǎn)，在小區(qū)域和飛行困難地區(qū)快速獲取高分辨力影像方面具有明顯優(yōu)勢。1.2無人機(jī)航測

無人機(jī)航測可廣泛應(yīng)用于國家重大工程建設(shè)、災(zāi)害應(yīng)急與處理、國土監(jiān)察、資源開發(fā)、新農(nóng)村和小城鎮(zhèn)建設(shè)等領(lǐng)域，尤其在基礎(chǔ)測繪、土地資源調(diào)查監(jiān)測、土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測、智慧城市建設(shè)和應(yīng)急救災(zāi)測繪數(shù)據(jù)獲取等方面具有廣闊前景。1.2無人機(jī)航測

無人機(jī)航測具有以下優(yōu)勢：（1）快速航測反應(yīng)能力（2）突出的時(shí)效性和性價(jià)比（3）監(jiān)控區(qū)域受限制小（4）地表數(shù)據(jù)快速獲取和建模能力強(qiáng)1.3無人機(jī)遙感

無人機(jī)遙感（UnmannedAerialVehicleRemoteSensing，UAVRS）是利用先進(jìn)的無人駕駛飛行器技術(shù)、遙感傳感器技術(shù)、遙測遙控技術(shù)、通信技術(shù)、全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GNSS）差分定位技術(shù)和遙感應(yīng)用技術(shù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化、專業(yè)化快速獲取國土資源、自然環(huán)境、地震災(zāi)區(qū)等空間遙感信息，且完成遙感數(shù)據(jù)處理、建模和應(yīng)用分析的應(yīng)用技術(shù)。1.3無人機(jī)遙感

無人機(jī)遙感系統(tǒng)（UAVremotesensingsystem，UAVRSS）是一種以UAV為平臺，以各種成像與非成像傳感器作為主要載荷，飛行高度一般在幾千米以內(nèi)（軍用可達(dá)10km以上），能夠獲取遙感影像、視頻以及光譜信息等數(shù)據(jù)的無人機(jī)航空遙感與攝影測量系統(tǒng)。

目前，成熟完備的民用UAVRSS主要由飛行平臺系統(tǒng)、輕小型多功能對地觀測傳感系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸鏈路、綜合保障系統(tǒng)與裝置、地面后勤人員等組成。1.3無人機(jī)遙感

無人機(jī)遙感是我國目前獲取厘米級超高分辨力、小時(shí)級即時(shí)響應(yīng)遙感地球數(shù)據(jù)及環(huán)境信息的主要技術(shù)手段，是人工智能時(shí)代新的空間信息產(chǎn)業(yè)革命的關(guān)鍵技術(shù)。無人機(jī)遙感系統(tǒng)由于具有機(jī)動(dòng)、快速、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)勢，已經(jīng)成為世界各國爭相研究的熱點(diǎn)課題，現(xiàn)已逐步從研究開發(fā)發(fā)展到實(shí)際應(yīng)用階段，成為未來主要航空遙感技術(shù)之一。1.4無人機(jī)遙感技術(shù)發(fā)展歷史早期無人機(jī)的研制和應(yīng)用主要用作靶機(jī)，應(yīng)用范圍主要是在軍事領(lǐng)域，后來逐漸用于作戰(zhàn)、偵察及民用遙感飛行平臺。20世紀(jì)80年代以來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)的迅速發(fā)展以及各種重量輕、體積小、探測精度高的數(shù)字化新型傳感器不斷面世，無人機(jī)的性能不斷提高，應(yīng)用范圍和應(yīng)用領(lǐng)域迅速拓展。世界范圍內(nèi)的各種用途、各種性能指標(biāo)的無人機(jī)類型已達(dá)數(shù)百種之多，續(xù)航時(shí)間從一小時(shí)延長到幾十小時(shí)，任務(wù)載荷從幾千克到幾百千克，這為長時(shí)間、大范圍的遙感監(jiān)測提供了保障，也為搭載多種傳感器和執(zhí)行多種任務(wù)創(chuàng)造了有利條件。1.4無人機(jī)遙感技術(shù)發(fā)展歷史傳感器也由早期的膠片相機(jī)向大面陣數(shù)字化圖像傳感器發(fā)展，國內(nèi)制造的數(shù)字航空測量相機(jī)擁有8000萬像素，能夠同時(shí)拍攝彩色紅外型、全色型的高精度航片。中國測繪科學(xué)研究院使用多臺哈蘇相機(jī)組合照相，利用開發(fā)的軟件再進(jìn)行拼接，有效地提高了遙感飛行效率。另外，激光三維掃描儀、紅外掃描儀等小型高精度遙感器為無人機(jī)遙感的應(yīng)用提供了發(fā)展空間。隨著我國經(jīng)濟(jì)和文化建設(shè)的發(fā)展，城鄉(xiāng)地貌發(fā)生著巨大變化，新建的街道、大橋、機(jī)場、車站以及土地、資源利用情況綜合信息不能及時(shí)反映在地圖上，無法反映新的地貌。使用資料較為陳舊，常規(guī)的成圖周期已不能滿足需要，利用無人機(jī)遙感航拍技術(shù)更新的地理資料，會對地區(qū)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)起到積極的促進(jìn)作用。1.4無人機(jī)遙感技術(shù)發(fā)展歷史無人機(jī)遙感航拍技術(shù)是各種先進(jìn)手段優(yōu)化組合的新型應(yīng)用技術(shù)。無人機(jī)遙感航拍技術(shù)以低速無人駕駛飛機(jī)作為空中遙感平臺，用彩色、黑白、紅外、攝像技術(shù)拍攝空中影像數(shù)據(jù)，并用計(jì)算機(jī)對圖像進(jìn)行加工處理，在設(shè)計(jì)和最優(yōu)化組合方面具有突出的特點(diǎn)，是集成了遙感、遙控、遙測技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的新型應(yīng)用技術(shù)，可快速對地質(zhì)環(huán)境