淺談無(wú)人機(jī)飛行器遙感技術(shù)的發(fā)展及各領(lǐng)域的應(yīng)用

于澎

摘要：隨著人們對(duì)地理環(huán)境的了解不斷加深，對(duì)測(cè)繪技術(shù)的需求也隨之增加。遙感技術(shù)基于其獲取信息的宏觀、動(dòng)態(tài)、及時(shí)性，在規(guī)劃領(lǐng)域?qū)⒂懈鼮閺V泛的運(yùn)用。遙感技術(shù)不僅能應(yīng)用于諸如航空設(shè)備之類(lèi)的高精尖設(shè)備，還被普遍應(yīng)用到人們的生產(chǎn)和生活中，其在農(nóng)、林、牧、漁以及環(huán)境與氣象監(jiān)控等多個(gè)領(lǐng)域均有一定程度地應(yīng)用。因遙感技術(shù)的應(yīng)用之廣，近些年人們對(duì)遙感的研究越來(lái)越深入，遙感也在研究人員及相關(guān)學(xué)者的的推動(dòng)下逐漸完善其綜合性和實(shí)用性。本文就無(wú)人機(jī)飛行器遙感技術(shù)的發(fā)展及各領(lǐng)域的應(yīng)用展開(kāi)探討。

關(guān)鍵詞：遙感技術(shù);無(wú)人飛行器;影像;應(yīng)用

引言

目前出現(xiàn)了一種已廣泛應(yīng)用于國(guó)土、地質(zhì)、規(guī)劃和救災(zāi)多個(gè)領(lǐng)域的一種新型測(cè)繪技術(shù)，那就是無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)。遙感技術(shù)的發(fā)展，使得我國(guó)各領(lǐng)域在理論上、技術(shù)上和實(shí)際應(yīng)用上都發(fā)生了重大的變化。無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的廣泛應(yīng)用，推動(dòng)了我國(guó)的測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展。本文對(duì)無(wú)人機(jī)飛行器遙感技術(shù)的現(xiàn)狀和應(yīng)用展開(kāi)了論述。

1遙感的基本概念

遙感（RemoteSensing）是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來(lái)的對(duì)地觀測(cè)綜合性技術(shù)，廣義上泛指一切無(wú)接觸的遠(yuǎn)距離探測(cè)，包括對(duì)電磁場(chǎng)、力場(chǎng)、機(jī)械波等的探測(cè)，而實(shí)際工作中只有電磁波探測(cè)屬于遙感的范疇。狹義上則是指應(yīng)用探測(cè)儀器，不與探測(cè)目標(biāo)相接觸，從遠(yuǎn)處探測(cè)并記錄目標(biāo)的電磁波特性，通過(guò)分析，揭示物體的特征性質(zhì)及其變化的綜合性探測(cè)技術(shù)。遙感系統(tǒng)并非單獨(dú)的一個(gè)衛(wèi)星或傳感器，而是一個(gè)復(fù)雜且完整的系統(tǒng)，其包含信息源、信息獲取、信息傳輸與記錄、信息處理和信息應(yīng)用五大部分。

2無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

（1）使用成本低。無(wú)人機(jī)的體積小、耗費(fèi)的燃料等都比較低，相關(guān)操作人員的培訓(xùn)時(shí)間短，自然所花費(fèi)的費(fèi)用低。對(duì)其的修護(hù)費(fèi)用也不高，也不需要另外起飛和收回的場(chǎng)地。總的來(lái)說(shuō)，使用無(wú)人機(jī)的成本不高，也就廣泛的應(yīng)用于各領(lǐng)域。（2）快速的反應(yīng)能力。無(wú)人機(jī)的應(yīng)用機(jī)動(dòng)靈活，可以通過(guò)地面的交通狀況快速到達(dá)制定的目的地。無(wú)人機(jī)的起飛非常的方便，一般的飛機(jī)，需要有起跑航道。它的起飛有多種的途徑，像車(chē)載、彈射或者直接從田間、山坡、空地、沙灘等，然后再通過(guò)傘降和滑行的方式進(jìn)行收回。（3）高分辨率遙感影像數(shù)據(jù)獲取能力。高分辨率遙感影像數(shù)據(jù)獲取能力是無(wú)人機(jī)最大的特點(diǎn)，無(wú)人機(jī)搭載了最高精度的數(shù)碼成像設(shè)備，具有面積覆蓋、垂直或傾斜成像的能力。并且其適用于1：10000或更大比例尺的需求。（4）操作簡(jiǎn)單、目的準(zhǔn)確。前面一點(diǎn)對(duì)相關(guān)人員操作水平訓(xùn)練的時(shí)間短，從側(cè)面就可以反映出無(wú)人機(jī)的操作手法簡(jiǎn)單，使用起來(lái)非常的簡(jiǎn)便。操作簡(jiǎn)單也是得益于無(wú)人機(jī)技術(shù)的成熟，使得無(wú)人機(jī)越來(lái)越智能化。只要事先設(shè)計(jì)好飛行路線(xiàn)，在飛行過(guò)程中對(duì)其進(jìn)行校對(duì)和調(diào)整以達(dá)到對(duì)目標(biāo)的精確測(cè)量。如果出現(xiàn)故障，它會(huì)自動(dòng)返航到起點(diǎn)的上空降落等待維修。可以說(shuō)是非常的省心，出事故也不會(huì)發(fā)生爆炸等之類(lèi)的情況，使用起來(lái)非常安全。

3無(wú)人飛行器的種類(lèi)

（1）多旋翼無(wú)人機(jī)。多旋翼無(wú)人機(jī)的原理類(lèi)似于直升機(jī)，只不過(guò)是螺旋槳的數(shù)量與真實(shí)的直升機(jī)有所不同。目前，市場(chǎng)上常見(jiàn)的有四旋翼、六旋翼、八旋翼等。多旋翼無(wú)人機(jī)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(cè)等領(lǐng)域。旋翼無(wú)人機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：垂直就近起降、空中懸停凝視、超低飛行能力。旋翼無(wú)人機(jī)的缺點(diǎn)：續(xù)航時(shí)間短，抗風(fēng)能力較弱。（2）固定翼型無(wú)人機(jī)。在民用領(lǐng)域，固定翼無(wú)人機(jī)按照飛行性能和續(xù)航能力不同可分為遠(yuǎn)程長(zhǎng)航時(shí)無(wú)人機(jī)、中程無(wú)人機(jī)、返程無(wú)人機(jī)。①遠(yuǎn)程長(zhǎng)航時(shí)無(wú)人機(jī)，一般是指續(xù)航時(shí)間>8h的無(wú)人機(jī)，飛行半徑>200km;②中程無(wú)人機(jī)，一般指續(xù)航時(shí)間>2h的無(wú)人機(jī)，飛行半徑>50km;③返程無(wú)人機(jī)，一般指續(xù)航時(shí)間<2h的無(wú)人機(jī)，飛行半徑<50km。固定翼型無(wú)人機(jī)的起降需要比較空曠的場(chǎng)地，比較適合礦山資源監(jiān)測(cè)、林業(yè)和草場(chǎng)監(jiān)測(cè)、海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)、污染源及擴(kuò)散態(tài)勢(shì)監(jiān)測(cè)、土地利用監(jiān)測(cè)以及水利、電力等領(lǐng)域的應(yīng)用。固定翼無(wú)人機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：飛行速度快、抗風(fēng)能力強(qiáng)、作業(yè)效率高。固定翼無(wú)人機(jī)的缺點(diǎn)：容易受場(chǎng)地限制，對(duì)起飛條件要求較高。

2無(wú)人飛行器航測(cè)遙感在各領(lǐng)域的應(yīng)用

2.1在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用

無(wú)人飛行器航測(cè)遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用主要表現(xiàn)在通過(guò)對(duì)農(nóng)田的土壤以及作物反射出的電磁波進(jìn)行探測(cè)分析，以對(duì)作物的種類(lèi)及農(nóng)田的土質(zhì)進(jìn)行區(qū)分和分類(lèi)。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中，遙感技術(shù)的應(yīng)用可有效對(duì)農(nóng)作物的種類(lèi)進(jìn)行識(shí)別，從而對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)趨勢(shì)及狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，以精確預(yù)測(cè)農(nóng)作的年產(chǎn)量，與此同時(shí)，還能對(duì)作物的病蟲(chóng)害情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并及時(shí)針對(duì)其實(shí)際情況提出相關(guān)措施。早在1989年，遙感技術(shù)就已經(jīng)開(kāi)始在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮功用了，從1989年算起直到1995年，淮海、華北、黑龍江以及南方的大多數(shù)地區(qū)都通過(guò)遙感技術(shù)對(duì)作物的含量進(jìn)行了估計(jì)。另外，自1999年以后，對(duì)全國(guó)冬小麥的估產(chǎn)以正式成為農(nóng)業(yè)部從事遙感的相關(guān)部門(mén)的一項(xiàng)任務(wù)，其運(yùn)行結(jié)果良好。與此同時(shí)，全國(guó)各地區(qū)的其它作物諸如玉米、棉花之類(lèi)也在逐步開(kāi)展遙感估產(chǎn)的相關(guān)工作。

2.2在航控測(cè)量方面的應(yīng)用

無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)可以用于對(duì)最近基礎(chǔ)控制點(diǎn)的平面位置，它可以很好的保證其誤差?？梢愿鶕?jù)控制點(diǎn)的分布進(jìn)行控點(diǎn)的采集。在像控點(diǎn)之前，要先對(duì)所測(cè)區(qū)域內(nèi)收集到的已知點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)，檢驗(yàn)控制點(diǎn)的情況。為了滿(mǎn)足后續(xù)對(duì)想控點(diǎn)的測(cè)量，要聯(lián)測(cè)已知點(diǎn)和加密控制點(diǎn)。聯(lián)測(cè)采用的是全球定位系統(tǒng)的靜態(tài)相對(duì)定位方式進(jìn)行測(cè)試。在進(jìn)行觀測(cè)時(shí)依據(jù)具體的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行參考。

2.3在林業(yè)與國(guó)土資源調(diào)查監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用

自從有了無(wú)人飛行器以來(lái)，在林業(yè)與國(guó)土資源的調(diào)查當(dāng)中起到了事半功倍的效果，因?yàn)橹昂枚嘤捎诘刭|(zhì)條件原因無(wú)法到達(dá)的監(jiān)測(cè)位置都可以通過(guò)無(wú)人飛行器進(jìn)行調(diào)查和監(jiān)測(cè)，起到了隨時(shí)監(jiān)控、隨時(shí)整改的效果。

2.4在災(zāi)害預(yù)防方面的應(yīng)用

自然災(zāi)害是人類(lèi)所面臨的一個(gè)難以攻克的問(wèn)題，自然災(zāi)害的頻發(fā)嚴(yán)重影響了社會(huì)各方面的發(fā)展進(jìn)程，尤其是海嘯、地震等難以控制的大規(guī)模自然災(zāi)害，嚴(yán)重?fù)p傷了人類(lèi)的生命及財(cái)產(chǎn)安全，這就要求人類(lèi)不斷提高防災(zāi)、控災(zāi)的能力。自然災(zāi)害的發(fā)生難以阻止，但對(duì)自然災(zāi)害進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)卻能極大程度地降低災(zāi)害帶來(lái)的多方面的損失，尤其是通過(guò)災(zāi)害的預(yù)測(cè)將人民的傷亡降到最低，這就要求我們能對(duì)自然災(zāi)害出現(xiàn)前的各種征兆和因素進(jìn)行準(zhǔn)確的掌握，并對(duì)災(zāi)害持續(xù)的時(shí)間和可能涉及到的相關(guān)規(guī)模進(jìn)行精準(zhǔn)的判斷和預(yù)測(cè)，在災(zāi)害發(fā)生過(guò)后，能夠掌握災(zāi)區(qū)的受災(zāi)程度及重建的實(shí)施情況等。在自然災(zāi)害預(yù)防方面引入遙感技術(shù)可有效獲得災(zāi)前、災(zāi)中、災(zāi)后的實(shí)施情況。以地球衛(wèi)星遙感為例，其可以以宇宙空間作為工作平臺(tái)，對(duì)災(zāi)區(qū)的各項(xiàng)動(dòng)態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，相關(guān)的研究人員與專(zhuān)家可以遙感技術(shù)發(fā)回的信息作為討論依據(jù)，對(duì)災(zāi)區(qū)的受災(zāi)程度進(jìn)行綜合性評(píng)價(jià)并給出相應(yīng)的重建措施。救災(zāi)過(guò)程最重要的是能夠及時(shí)獲得災(zāi)區(qū)信息并針對(duì)災(zāi)區(qū)情況快速給出救災(zāi)措施，遙感技術(shù)的應(yīng)用為救災(zāi)過(guò)程節(jié)約了大量的時(shí)間，能有效降低相應(yīng)的損失。

結(jié)語(yǔ)

無(wú)人飛行器的發(fā)展是勢(shì)在必行，在各行各業(yè)的應(yīng)用也會(huì)隨著時(shí)間的推移不斷的加深。無(wú)論是在災(zāi)害應(yīng)急保障中的及時(shí)性，還是在林業(yè)與國(guó)土資源調(diào)查中的便利性，以及在其他工程領(lǐng)域的應(yīng)用。其便利性、高效性，都有目共睹。在無(wú)人飛行器發(fā)展的同時(shí)，還必須培養(yǎng)適應(yīng)無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)應(yīng)用的管理和技術(shù)人才，使其具有較全面、系統(tǒng)的理論知識(shí)，掌握相關(guān)的管理規(guī)定、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、作業(yè)流程，具備扎實(shí)的系統(tǒng)設(shè)備操作專(zhuān)業(yè)知識(shí)、熟練的崗位技能，無(wú)人飛行器的作用得到更好發(fā)揮。

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