小型無(wú)人機(jī)在城市園林中的應(yīng)用前景

劉志芳

小型無(wú)人機(jī)在城市園林中的應(yīng)用前景

劉志芳

本文介紹了小型無(wú)人機(jī)的組成及主要應(yīng)用領(lǐng)域，展望了無(wú)人機(jī)在城市園林中的應(yīng)用前景，提出加快研究推廣。

近幾年，無(wú)人機(jī)作為一個(gè)新興熱門行業(yè)而崛起，在全球范圍內(nèi)備受追捧。國(guó)內(nèi)音樂(lè)名人汪峰利用無(wú)人機(jī)空投鉆戒，成功求婚章子怡，說(shuō)明無(wú)人機(jī)離百姓的生活也越來(lái)越近?，F(xiàn)在無(wú)人機(jī)產(chǎn)品已被廣泛用于航拍、電影、農(nóng)業(yè)、新聞、消防、救援、能源、遙感測(cè)繪、野生動(dòng)物保護(hù)等領(lǐng)域，并不斷地融入新的行業(yè)應(yīng)用。那么，小型無(wú)人機(jī)在城市園林綠化中應(yīng)用前景如何呢？筆者查閱了相關(guān)資料，現(xiàn)整理如下供參考。

小型無(wú)人機(jī)簡(jiǎn)介

由機(jī)身、電機(jī)、電子調(diào)速器、螺旋槳、電池、腳架、云臺(tái)、遙控系統(tǒng)、控制系統(tǒng)組成。

1.機(jī)身：主體部件，是整個(gè)飛行系統(tǒng)的飛行載體，一般使用高強(qiáng)度重量輕的材料。

2.電機(jī)：無(wú)人機(jī)空中飛行，全靠螺旋槳或者渦扇來(lái)牽引帶動(dòng)，驅(qū)動(dòng)它們旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力都是來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)或電動(dòng)機(jī)，電機(jī)一般分為有刷電機(jī)和無(wú)刷電機(jī)。

3.電子調(diào)速器：簡(jiǎn)稱電調(diào)，根據(jù)控制信號(hào)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。

4.螺旋槳：通過(guò)自身旋轉(zhuǎn)，將電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)功率轉(zhuǎn)化為動(dòng)力的裝置。

5.電池：將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置，為整個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)和其他電子設(shè)備提供電力來(lái)源。

6.腳架：停止飛行任務(wù)時(shí)，無(wú)人機(jī)的腳架起到支撐和固定作用，所用材料有復(fù)合材料、碳纖維材料等。

7.云臺(tái)：安裝、固定攝像機(jī)的支撐設(shè)備。它分為固定和電動(dòng)云臺(tái)兩種。

8.遙控系統(tǒng)：由遙控器和接收機(jī)組成，是整個(gè)飛行系統(tǒng)的無(wú)線控制終端。遙控系統(tǒng)由操縱器、控制電路、無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)和遙控接收機(jī)組成。

9.控制系統(tǒng)：集成了高精度的感應(yīng)器元件，精準(zhǔn)感應(yīng)并計(jì)算出飛行器的飛行姿態(tài)等數(shù)據(jù)，再通過(guò)主控制單元實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位懸停和自主平穩(wěn)飛行。

小型無(wú)人機(jī)外形尺寸不等，一般長(zhǎng)3m左右，寬2m左右，高0.6m左右。價(jià)格因性能、品牌而異，從3千至10萬(wàn)左右。飛行燃料成本每畝不足1元。

主要應(yīng)用領(lǐng)域

農(nóng)業(yè)

據(jù)環(huán)球航空?qǐng)?bào)道，農(nóng)用無(wú)人機(jī)在植保領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越多，一架載重14kg的無(wú)人機(jī)平均1min可以噴灑1.3畝左右的農(nóng)田，以日飛行時(shí)間4min計(jì)算，噴灑面積可達(dá)312畝，相比人工日噴10畝可提高效率30倍左右。

日本是應(yīng)用農(nóng)用無(wú)人機(jī)最成熟的國(guó)家，無(wú)人機(jī)施藥面積達(dá)到總施藥面積的一半以上，達(dá)96.3萬(wàn)hm2，在冊(cè)2000多架農(nóng)用無(wú)人機(jī)。美國(guó)農(nóng)用飛機(jī)4000多架，65%的化學(xué)農(nóng)藥采用飛機(jī)作業(yè)完成噴灑。南非、澳大利亞等國(guó)家也已將無(wú)人機(jī)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)植保作業(yè)。

我國(guó)2010年第一架商用的植保無(wú)人機(jī)由無(wú)錫漢和航空技術(shù)有限公司制造，以大田作物18億畝年均施藥5次計(jì)算，共需90億畝次施藥作業(yè)。以50%面積采用植保無(wú)人機(jī)施藥，每畝次10元服務(wù)費(fèi)，年服務(wù)產(chǎn)值450億元，隨著綠色農(nóng)業(yè)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)革命的不斷發(fā)展，采用無(wú)人機(jī)進(jìn)行植保作業(yè)已成為中國(guó)農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，其應(yīng)用前景極好。

測(cè)繪

無(wú)人機(jī)在測(cè)繪中具有非常重要的作用，可機(jī)載遙感設(shè)備，如高分辨率數(shù)碼相機(jī)、輕型光學(xué)相機(jī)、紅外掃描儀，激光掃描儀、磁測(cè)儀等獲取信息，用計(jì)算機(jī)對(duì)圖像信息進(jìn)行處理，并按照一定精度要求制作成圖像。政府或行業(yè)部門做出科學(xué)決策的基礎(chǔ)依據(jù)之一就是完整的信息資料。無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)能準(zhǔn)確地反映出測(cè)繪地域范圍內(nèi)的綜合信息，提供最新、最完整的地形地物資料，因而廣泛應(yīng)用于國(guó)家生態(tài)環(huán)境保護(hù)、航空攝影測(cè)繪、自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)與評(píng)估、城市規(guī)劃與市政管理、國(guó)防事業(yè)等領(lǐng)域，有著廣闊的市場(chǎng)需求。前不久，一張南京六安市油菜花田里的龍袍圖在網(wǎng)絡(luò)上迅速擴(kuò)散。這個(gè)“龍袍”圖案長(zhǎng)約190m，寬約150m，所在的油菜田占地72000m2，如何完成如此精細(xì)的圖案，并呈現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)上？原來(lái)，無(wú)人機(jī)航測(cè)又一次走在了前端。

據(jù)江蘇省測(cè)繪地理信息局介紹，首先，專業(yè)人員共測(cè)繪出15000個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)，之后用計(jì)算機(jī)按比例放大到田里，再連點(diǎn)成線繪制圖形。僅定坐標(biāo)耗時(shí)達(dá)1個(gè)月，共3000多名村民參加坐標(biāo)點(diǎn)插木樁。確定坐標(biāo)后，先在外圈用灌木“勾邊”，再在里面播種小麥和油菜，兩個(gè)多月后，等到小麥綠油油、油菜花盛開(kāi)的時(shí)候，這件以油菜花做袍身、綠色苗木做章紋的“龍袍”初現(xiàn)。等油菜花收割后，還可方便播種其他作物。目前水稻、大豆、玉米、高粱等經(jīng)濟(jì)作物，都已經(jīng)進(jìn)入“候選名單”。游客春天能看金龍袍，其他季節(jié)也許能看到紅衫或紫衫龍袍。

測(cè)繪技術(shù)不僅能應(yīng)用于現(xiàn)代化的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)，還能助現(xiàn)代旅游農(nóng)業(yè)一臂之力。今年3月22日，江蘇省測(cè)繪工程院的青年職工運(yùn)用無(wú)人機(jī)進(jìn)行航拍，制作并發(fā)布了該景觀三維模型，好評(píng)如潮。

其他

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，僅深圳市大疆創(chuàng)新科技有限公司自開(kāi)展研發(fā)以來(lái)，取得專利成果數(shù)百項(xiàng)。無(wú)人機(jī)產(chǎn)品技術(shù)的持續(xù)研發(fā)將不斷擴(kuò)展無(wú)人機(jī)的使用外延，探索發(fā)掘新的應(yīng)用領(lǐng)域，給它掛上不同的器材，就可做有害氣體檢測(cè)、通信信號(hào)中轉(zhuǎn)、地面交通情況勘查等多項(xiàng)工作。這里不再一一贅述。

在城市園林中的應(yīng)用前景

無(wú)人機(jī)代表著未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，由于其在提高精準(zhǔn)度、提高安全性、提高效率，節(jié)約成本、抵達(dá)人員和其他機(jī)具難以到達(dá)的地方等方面有明顯優(yōu)勢(shì)，同樣，其在城市園林中的應(yīng)用前景也十分樂(lè)觀。

1.規(guī)劃設(shè)計(jì)：以往規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，如道路綠化設(shè)計(jì)，多參考道路斷面規(guī)劃圖、道路管網(wǎng)規(guī)劃圖等，對(duì)現(xiàn)狀地形地物采取實(shí)地查看，對(duì)地下管網(wǎng)基本無(wú)探測(cè)，缺少利用測(cè)繪技術(shù)來(lái)詳細(xì)準(zhǔn)確定位相關(guān)設(shè)計(jì)邊界、高程及需避讓障礙物等，無(wú)人機(jī)機(jī)載遙感設(shè)備后可以全方位對(duì)規(guī)劃區(qū)域進(jìn)行勘測(cè)，全面掌握現(xiàn)狀地形地物，更加清晰進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，繪制的效果圖真實(shí)。當(dāng)前，按照新建公園標(biāo)準(zhǔn)，公園面積必須在5萬(wàn)m2以上，利用無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)可開(kāi)闊設(shè)計(jì)思路，多創(chuàng)造奇思妙想，既美化環(huán)境，又吸引百姓欣賞。

2.園林養(yǎng)護(hù)：無(wú)人機(jī)在農(nóng)業(yè)上已有較好的經(jīng)驗(yàn)，尤其植保方面，園林養(yǎng)護(hù)上也有應(yīng)用前景。利用無(wú)人機(jī)的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在：一能遠(yuǎn)離傷害，不與農(nóng)藥進(jìn)行直接接觸，避免了農(nóng)藥通過(guò)皮膚或呼吸道損害植保人員或其他人員的健康；二是提高效率，一臺(tái)飛行器噴灑，速度相當(dāng)于20個(gè)人工噴灑；三是解決人工只能噴灑在葉面的弊病，利用螺旋槳產(chǎn)生的風(fēng)力攜帶農(nóng)藥噴灑至葉背，360°無(wú)死角噴灑；四是噴灑高度可達(dá)50m，藥物霧化程度高，噴灑均勻，利于控制藥量。

3.資源調(diào)查：城市的園林綠化工作應(yīng)建立資源調(diào)查庫(kù)，資源調(diào)查工作是一項(xiàng)繁忙的工作，耗時(shí)耗力，許多城市不太重視，要做到每年更新資源庫(kù)數(shù)據(jù)更是難上加難。利用無(wú)人機(jī)可以極大提高室外調(diào)查效率，用計(jì)算機(jī)對(duì)采集圖像的處理等技術(shù)又可以極大提高圖像、數(shù)據(jù)的分析效率，從而快速準(zhǔn)確建立資源庫(kù)。

4.航拍攝影：對(duì)公園綠地、生態(tài)廊道等區(qū)域利用遙感航拍技術(shù)進(jìn)行空中攝影拍圖，可以記錄園林綠化建設(shè)全過(guò)程，讓人們更加立體的了解園林綠化建設(shè)工作內(nèi)容，珍惜愛(ài)護(hù)園林建設(shè)成果，進(jìn)一步宣傳當(dāng)?shù)貓@林綠化；還可以制作最新地形地物資料，為科學(xué)決策園林綠化事業(yè)發(fā)展提供準(zhǔn)確信息。

5.科研：與國(guó)內(nèi)先進(jìn)無(wú)人機(jī)研發(fā)單位聯(lián)合開(kāi)展試驗(yàn)研究，加速無(wú)人機(jī)在園林綠化方面的研究及推廣應(yīng)用。據(jù)報(bào)道2016年1月21日，深圳蓮花百川科技有限公司和四川省農(nóng)科院成立無(wú)人機(jī)農(nóng)業(yè)試驗(yàn)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，開(kāi)展防治小麥銹病和白粉病科研。

劉志芳

鄭州市綠化工程管理處

10.3969/j.issn.1001-8972.2016.09.043