關(guān)于無人機(jī)技術(shù)在航標(biāo)領(lǐng)域應(yīng)用展望研究

卜玉 鄭祥鑫

摘 要：隨著社會經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，無人機(jī)技術(shù)得到不斷的更新?lián)Q代，在航標(biāo)巡檢、應(yīng)急反應(yīng)、損害評估等多個領(lǐng)域中得到應(yīng)用。利用無人機(jī)能夠?qū)χ蟹直媛?、高分辨率等遙感圖像對轄區(qū)水域內(nèi)部的航標(biāo)狀態(tài)進(jìn)行檢測，并且為海洋環(huán)境變化情況等提供有效的判斷依據(jù)，與現(xiàn)代化的航標(biāo)管理手段相結(jié)合，具有十分廣闊的發(fā)展空間?；诖耍疚膶o人機(jī)遙感技術(shù)進(jìn)行介紹，并對該技術(shù)在航標(biāo)領(lǐng)域中的應(yīng)用進(jìn)行分析與展望。

關(guān)鍵詞：無人機(jī)技術(shù) 航標(biāo)領(lǐng)域 應(yīng)用

1.引言

無人機(jī)屬于一種無人駕駛的飛行器，通過無線遙感設(shè)備對其進(jìn)行操控，無需飛行員進(jìn)入到機(jī)艙中駕駛即可完成飛行任務(wù)，極大的提高了設(shè)備的應(yīng)用效率。與人為駕駛的飛機(jī)相比，無人機(jī)的主要優(yōu)勢在于能夠利用其完成一些人為不可能完成的任務(wù)，但是需要嚴(yán)密的控制系統(tǒng)作為支撐，根據(jù)實際任務(wù)需求搭載應(yīng)用設(shè)備，以此來保障任務(wù)的順利運行。

2.無人機(jī)遙感技術(shù)概述

2.1遙感技術(shù)

遙感技術(shù)是在航空攝影技術(shù)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，在20實際60年代誕生，并且作為一項新技術(shù)在多個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，包括水溫、地質(zhì)地理、資源環(huán)境、氣象等等，具有較強(qiáng)的實用性與先進(jìn)性。從廣義上來看，主要是指從距離較遠(yuǎn)的位置通過探測、接收等方式獲取到目標(biāo)物體信息，并且對信息進(jìn)行傳輸和處理之后，獲取到物體的屬性、分布情況等多項特性的技術(shù)。

2.2無人機(jī)遙感

所謂的無人機(jī)遙感主要是指利用先進(jìn)的無人機(jī)飛行器技術(shù)、通訊技術(shù)、遙感技術(shù)、GPS差分定位技術(shù)等，對國土、環(huán)境、資源等空間遙感信息進(jìn)行獲取，具有專業(yè)性、智能化、自動化等特征。無人機(jī)遙感自身具備機(jī)動、經(jīng)濟(jì)、快速等多項優(yōu)勢，目前已經(jīng)受到世界各國專家與學(xué)者的關(guān)注，在研究內(nèi)容上也開始從開發(fā)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閷嶋H應(yīng)用中，將成為未來航空遙感技術(shù)的主流。

2.3無人機(jī)的航拍與監(jiān)測

與其他設(shè)備相比來看，無人機(jī)在范圍較小、高度較低、精度較高的區(qū)域中進(jìn)行監(jiān)測與航拍時，其自身的優(yōu)勢能夠得到進(jìn)一步發(fā)揮，采用無人機(jī)完成具有上述特征的任務(wù)時能夠具有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性，并且任務(wù)完成的效率較高，投入成本較低。無人機(jī)的使用能夠在較短的時間內(nèi)快速的完成空中作業(yè)，設(shè)備中載運數(shù)碼攝像機(jī)、光學(xué)相機(jī)等設(shè)備，能夠根據(jù)實際任務(wù)的需求對目標(biāo)進(jìn)行拍攝和監(jiān)控。利用無人機(jī)進(jìn)行拍攝時，拍攝圖像的分辨率能夠達(dá)到厘米級別，對于建筑物等多樣化形狀的目標(biāo)來說，可以實現(xiàn)近距離、多角度的拍攝，不存在死角。無人機(jī)所傳輸來的航拍圖像能夠?qū)λ心繕?biāo)物的位置進(jìn)行展現(xiàn)，并且對拍攝范圍內(nèi)的道路、河流、地形、城市區(qū)域等全部清楚準(zhǔn)確的展現(xiàn)出來。

3.無人機(jī)技術(shù)在航標(biāo)領(lǐng)域中的應(yīng)用分析

在我國航運經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的背景下，港口數(shù)量與船舶數(shù)量不斷增加，海上突發(fā)事故、交通事故也時有發(fā)生，使航標(biāo)部門的工作量日益增加，保障航海安全的責(zé)任更加重大。因此，通過將現(xiàn)代化裝備應(yīng)用到航標(biāo)工作中的方式，能夠使航標(biāo)工作質(zhì)量與效率得到進(jìn)一步的提升。在此背景下，無人機(jī)技術(shù)得到了有效的更新與優(yōu)化，具有成本較低、功能全面、維護(hù)便利等多項功能，成為航標(biāo)維護(hù)與管理中十分重要的技術(shù)之一，具有十分廣泛的應(yīng)用空間。

3.1在航標(biāo)維護(hù)方面的應(yīng)用

例如，在湛江航標(biāo)處中，2004年到2014年的十年時間里，航標(biāo)數(shù)量增長了將近3倍，但是崗位職工的人數(shù)卻沒有隨之增加，致使航標(biāo)維護(hù)與管理方面工作十分嚴(yán)峻。在以往的航標(biāo)維護(hù)中，主要采用定期對海上航標(biāo)進(jìn)行巡檢的方式進(jìn)行，由于海況將受到多種因素的影響，并且投入的成本較高、效率較低，因此在維護(hù)中存在一定的風(fēng)險。現(xiàn)階段，隨著遙感測控技術(shù)的不斷發(fā)展，使航標(biāo)維護(hù)水平得到顯著增強(qiáng)，但是由于無法直觀形象的進(jìn)行探測，因此在效率方面始終需要進(jìn)一步加強(qiáng)。在此基礎(chǔ)上，將無人機(jī)應(yīng)用到航標(biāo)領(lǐng)域當(dāng)中，通過視頻圖像的方式展示出海上航標(biāo)情況，能夠為航標(biāo)部門提供有力的管理依據(jù)，實時掌控航標(biāo)當(dāng)前情況，并且根據(jù)實際情況對航標(biāo)進(jìn)行有針對性的管理和維護(hù)，進(jìn)而達(dá)到提升航標(biāo)維護(hù)效率的目標(biāo)，無人機(jī)航飛行器如圖1所示。將無人機(jī)技術(shù)應(yīng)用到海上航標(biāo)維護(hù)工作當(dāng)中，能夠極大的減輕工作人員的工作量與負(fù)擔(dān)，形成海陸空立體監(jiān)管模式，將海上巡檢、陸地遙控、空中監(jiān)測相結(jié)合，并且最后實現(xiàn)了全方位覆蓋的航標(biāo)維護(hù)新體系。

3.2海上應(yīng)急管理方面的應(yīng)用

通過多年的實踐經(jīng)驗?zāi)軌蚩闯?，在對抗海冰?zāi)害、溢油實戰(zhàn)等工作中，單純的憑借主觀能動性是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還要提升裝備、手段的輔助作用，以此來增強(qiáng)應(yīng)對海冰災(zāi)害的作用，提升應(yīng)急反應(yīng)的效率。海冰災(zāi)害與突發(fā)事件具有較強(qiáng)的破壞性、緊迫性、突發(fā)性與不可預(yù)見性，主要是由于此類事件突然發(fā)生，并且具有較強(qiáng)的破壞性與非正常性，進(jìn)而帶來了十分嚴(yán)重的后果。因此，在對突發(fā)事件進(jìn)行處理的過程中，具有較強(qiáng)的緊迫性，通常需要在較短的時間內(nèi)迅速判斷出事件發(fā)生的原因，并且盡快的達(dá)到現(xiàn)場、了解現(xiàn)場情況、制定處理對策等，通過正確科學(xué)的指揮將災(zāi)害和損失降到最低狀態(tài)。將無人機(jī)在海上應(yīng)急事件處理中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下方面。

（1）快速響應(yīng)

對于小型無人機(jī)來說，其自重大約在幾千克到十幾千克之間，利用手提電腦或者遙控器變能夠?qū)ζ溥M(jìn)行操縱，無人機(jī)小分隊的人數(shù)只需2-3人即可完成任務(wù)。即便到達(dá)現(xiàn)場的道路受到阻斷，也同樣能夠在徒步的情況下到達(dá)。對于尚未完成組裝的無人機(jī)來說，部分零件的大小相當(dāng)于一個行李箱，因此在運輸方面十分便捷，應(yīng)對海上突發(fā)事件的響應(yīng)能力也十分快速的敏捷。另外，無人機(jī)還能夠在較為惡劣的環(huán)境下使用，對于多變的氣象情況具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，受到陰雨天氣、海上風(fēng)浪、霧氣等影響程度與常規(guī)船舶相比較小，能夠在6級風(fēng)力的基礎(chǔ)上完成任務(wù)。

（2）數(shù)據(jù)采集

無人機(jī)的應(yīng)用能夠在其到達(dá)現(xiàn)場以后，在較短的時間內(nèi)將拍攝到的視頻、音頻信息等傳遞到航標(biāo)運保處，為指揮者的科學(xué)決策提供極大的便利。在無人機(jī)的配置方面，主要是多媒體采集系統(tǒng)，能夠完成對音頻、視頻等多樣數(shù)據(jù)的采集工作，通過無線傳輸?shù)确绞?，將拍攝和采集到的信息傳輸給地面接收機(jī)，如圖2所示。在無人機(jī)中承載的攝像機(jī)能夠?qū)⒁曨l數(shù)據(jù)的編碼進(jìn)行壓縮，通過圖像的方式將視頻、音頻信息輸送到航標(biāo)運保中心。如若無人機(jī)中配置了數(shù)碼攝像機(jī)，則由于清晰度較高，則能夠?qū)ΜF(xiàn)場情況進(jìn)行高質(zhì)量的采集，通常數(shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x能夠達(dá)到30km左右。

3.3節(jié)能減排方面的應(yīng)用

在航標(biāo)處能源消耗量最大的便是航標(biāo)船舶，海上航行過程中的耗油量為0.15-0.2t/h，如若每次巡檢的時間為3小時，則耗油量將達(dá)到0.45-0.6t，而采用無人機(jī)來完成同樣的任務(wù)，在耗油量上僅為5-6升，甚至不產(chǎn)生油耗，在節(jié)能減排方面效果十分顯著。在對海上航標(biāo)進(jìn)行維護(hù)和管理的過程中，采用中小型的無人機(jī)效率將更加顯著，例如固定翼無人機(jī)、無人直升機(jī)等，不但具有更加理想的響應(yīng)速度，而且更加符合我國提倡的節(jié)能減排的目標(biāo)。

4.結(jié)束語

綜上所述，現(xiàn)如今，雖然無人機(jī)技術(shù)在航標(biāo)領(lǐng)域中的應(yīng)用尚未普遍，但是隨著該技術(shù)的不斷發(fā)展，憑借著成本較低、維護(hù)簡便、無人員安全風(fēng)險等優(yōu)勢，在日后的發(fā)展中勢必能夠被滲透到災(zāi)情評估、航標(biāo)巡檢、搜尋等多個領(lǐng)域當(dāng)中，獲得更加廣闊的發(fā)展空間，為我國航保事業(yè)的發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。

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