災(zāi)害監(jiān)測無人機(jī)技術(shù)應(yīng)用與研究

張飛

摘要：隨著時間的發(fā)展和無人機(jī)技術(shù)的成熟，無人機(jī)以成本低、具備機(jī)動性、維護(hù)簡單等優(yōu)點(diǎn)迅速發(fā)展，其中應(yīng)用最為廣泛的就是無人機(jī)的低空遙感技術(shù)，為災(zāi)害地區(qū)提供了準(zhǔn)確的、高效的技術(shù)支持，與專業(yè)人員的測繪相結(jié)合，大大的提高了對災(zāi)害的監(jiān)測效率。

關(guān)鍵詞：災(zāi)害監(jiān)測；無人機(jī)；技術(shù)應(yīng)用；研究

近年來由于全球變暖以及環(huán)境污染等變化，自然災(zāi)害的出現(xiàn)也愈加頻繁。想必四川的8.0級大地震我們都不陌生，四川地形復(fù)雜，山區(qū)環(huán)境惡劣，還曾經(jīng)多次發(fā)生山體滑坡、泥石流等其他地質(zhì)災(zāi)害，對政府和人民造成了深深的影響。國外利用無人機(jī)來探測自然災(zāi)害起步較早，歷經(jīng)了較長時間的研究實(shí)踐，目前無人機(jī)在探測方面發(fā)揮了良好的作用。在四川5·12大地震時，無人機(jī)的低空遙感技術(shù)得到了很好的應(yīng)用，政府人員利用無人機(jī)對四川的山區(qū)地形進(jìn)一步的進(jìn)行探索和監(jiān)測，更好的預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。迄今為止，無人機(jī)監(jiān)測的范圍很廣，包括森林的火災(zāi)、火山、地震、臺風(fēng)等，無人機(jī)發(fā)揮了重要的作用，減少了災(zāi)害間接導(dǎo)致的人員傷亡，達(dá)到了預(yù)想的效果。隨著時間的發(fā)展和無人機(jī)技術(shù)的成熟，無人機(jī)以成本低、具備機(jī)動性、維護(hù)簡單等優(yōu)點(diǎn)迅速發(fā)展，其中應(yīng)用最為廣泛的就是無人機(jī)的低空遙感技術(shù)，為災(zāi)害地區(qū)提供了準(zhǔn)確的、高效的技術(shù)支持，與專業(yè)人員的測繪相結(jié)合，大大的提高了對災(zāi)害的監(jiān)測效率。

一、關(guān)于無人機(jī)的介紹

無人機(jī)是由地面監(jiān)測系統(tǒng)、飛行平臺、后期的軟件處理系統(tǒng)組成，根據(jù)各個系統(tǒng)的有效配合，無人機(jī)發(fā)揮了重要的系統(tǒng)，提高了對災(zāi)害的監(jiān)測效率。

1.地面監(jiān)測系統(tǒng)

政府在地面上建立移動和固定的數(shù)據(jù)接收庫（地面上的數(shù)據(jù)接收庫對無人機(jī)也具有遙控功能）用以處理數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對于數(shù)據(jù)的分析、存儲、管理和分管等作用，根據(jù)已有的數(shù)據(jù)建立合適的圖像數(shù)據(jù)庫，并且建立圖像生成系統(tǒng)和快速查詢系統(tǒng)，建立起數(shù)據(jù)影像和遙感三位一體的共享設(shè)置以及權(quán)限訪問；下載速度、安全；數(shù)據(jù)的打包和加密等標(biāo)準(zhǔn)化的預(yù)處理，對于遙感技術(shù)的處理和利用提供了便利。除此之外，還建立了圖像數(shù)據(jù)的輻射糾正，包括大氣、輻射的校正、噪聲的消除以及頻率的糾正，利用傳感器和無人機(jī)將圖像數(shù)據(jù)和地理坐標(biāo)有機(jī)的結(jié)合起來，使圖像信號增強(qiáng)，包括三維圖像、領(lǐng)域增強(qiáng)和反差調(diào)整等。

2.飛行平臺

無人機(jī)的飛行平臺包括數(shù)據(jù)的傳輸系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)、動力系統(tǒng)和飛行中的控制系統(tǒng)四部分，其中無人機(jī)的動力系統(tǒng)又包括機(jī)身、機(jī)翼、尾翼、發(fā)動機(jī)、降落傘起落架等；無人機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)是幫助無人機(jī)與地面數(shù)據(jù)庫建立良好的聯(lián)系與通訊功能，發(fā)揮著接受和發(fā)射信號的作用，當(dāng)前由于MDS的數(shù)字電臺具有數(shù)據(jù)接收存儲量大、覆蓋的頻率較廣、遠(yuǎn)距離傳輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)，逐漸在傳輸系統(tǒng)中占據(jù)了很大一部分比重，此外，該數(shù)字電臺還具有低耗能、啟動迅速、工作范圍較廣等高性能。無人機(jī)的傳感系統(tǒng)根據(jù)地區(qū)的不同所使用的系統(tǒng)也不相同，因?yàn)椴煌貐^(qū)的形勢災(zāi)害都不相同，在四川災(zāi)害中使用的傳感系統(tǒng)是CCD光學(xué)單反數(shù)碼相機(jī)，主要用于拍攝影像，雖然拍攝的圖像受光波的限制，發(fā)生一定的畸變，但是經(jīng)過處理之后圖像基本上能夠復(fù)原，這是對于四川的地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測時使用的傳感系統(tǒng)，另外，對于土地、農(nóng)業(yè)等方面的監(jiān)測任務(wù)，則需要應(yīng)用多光譜數(shù)碼相機(jī)，為航拍提供最便利的需要。在無人機(jī)的這幾部分中，最為重要的核心部分就是無人機(jī)的飛行控制部分，與此同時更是無人機(jī)中的控制單元，其實(shí)飛行控制系統(tǒng)就是通過對系統(tǒng)進(jìn)行定位來達(dá)到控制飛機(jī)分行的目的，并且對飛機(jī)采集的圖像采取進(jìn)一步的技術(shù)分析，達(dá)到無人機(jī)的目的。在此系統(tǒng)中，最主要的就是CPU處理器，對采集得到的信息進(jìn)行處理、分析、導(dǎo)出，因此實(shí)現(xiàn)對各個部分的執(zhí)行能力。主要包括幾個方面：對無人機(jī)的飛行軌跡、飛行目的地、飛行高度、飛行姿勢、飛行角度進(jìn)行規(guī)定，還要觀察無人機(jī)的飛行狀態(tài)和飛行參數(shù)，設(shè)置自我保護(hù)系統(tǒng)，避免意外的發(fā)生。

二、無人機(jī)的災(zāi)害監(jiān)測研究應(yīng)用

隨著無人機(jī)的發(fā)展和應(yīng)用，越來越多的領(lǐng)域出現(xiàn)了無人機(jī)的使用，在海拔較高的山區(qū)監(jiān)測、在發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的四川飛行以及在著火的森林和發(fā)生洪水的災(zāi)區(qū)，都有無人機(jī)的存在，無人機(jī)的出現(xiàn)，不僅實(shí)現(xiàn)了對災(zāi)害的監(jiān)測，還能夠?yàn)闉?zāi)害救助提供依據(jù)和幫助，災(zāi)害遙感監(jiān)測作為其中最重要的一部分，彌補(bǔ)了其他技術(shù)帶來的不足，使得我國的監(jiān)測系統(tǒng)更加健全完善。在我國，無人機(jī)技術(shù)在災(zāi)害監(jiān)測方面具有廣大的應(yīng)用前景，在災(zāi)害預(yù)警時，能夠利用無人機(jī)的航拍技術(shù)為專家提供更好的圖像數(shù)據(jù)，便于專家的進(jìn)一步分析；若出現(xiàn)火災(zāi)，可以利用無人機(jī)的監(jiān)測作用進(jìn)行像采集，根據(jù)采集得到的圖片作為參照，在災(zāi)后，利用無人機(jī)技術(shù)進(jìn)行災(zāi)后修復(fù)和重建，可以根據(jù)無人機(jī)來選址、調(diào)查、規(guī)劃和監(jiān)測，為政府節(jié)省人力物力。此外，還可以應(yīng)用無人機(jī)對受災(zāi)地區(qū)的通訊功能和物資運(yùn)送等方面。當(dāng)前我們國家對于無人機(jī)的發(fā)展也比較重視，而無人機(jī)的研發(fā)單位也同意繼續(xù)研究無人機(jī)，爭取為國家提供更加優(yōu)質(zhì)的資源，進(jìn)一步提高中國的綜合減災(zāi)能力。

三、結(jié)語

綜上所述，迄今為止，無人機(jī)監(jiān)測的范圍很廣，包括森林的火災(zāi)、火山、地震、臺風(fēng)等，無人機(jī)發(fā)揮了重要的作用，減少了災(zāi)害間接導(dǎo)致的人員傷亡，達(dá)到了預(yù)想的效果。相信無人機(jī)還會繼續(xù)發(fā)展，為中國的災(zāi)害監(jiān)測貢獻(xiàn)力量。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬輪基，馬瑞升，林宗桂，吳朝暉，孫涵；微型無人機(jī)遙感應(yīng)用初探[J]；廣西氣象；2015年S1期

[2]胡堃；基于無人機(jī)遙感平臺的震后災(zāi)情監(jiān)測系統(tǒng)[J]；科協(xié)論壇（下半月）；2009年01期

[3]于洋；無人飛機(jī)：森林防火中的有效“抓手”[J]；中國林業(yè)產(chǎn)業(yè)；2017年05期

[4]金偉；葛宏立；杜華強(qiáng)；徐小軍；；無人機(jī)遙感發(fā)展與應(yīng)用概況[J]；遙感信息；2009年01期

[5]李云；來紅州；；為救災(zāi)工作裝上“千里眼”——廣西桂林無人駕駛飛機(jī)救災(zāi)演練紀(jì)實(shí)[J]；中國減災(zāi)；2015年04期