一種基于無人機的多傳感器環(huán)境監(jiān)測平臺

摘要：文章針對目前基于無人機的多傳感器環(huán)境監(jiān)測平臺存在的一些問題，提出一系列的解決方案，使得我國的環(huán)境監(jiān)測平臺能夠得到進一步的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：無人機;傳感器;環(huán)境監(jiān)測

中圖分類號：X85 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）09-0-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.09.095

A multi-sensor environment monitoring platform based on UAV

Ye Pengcheng

（Shanggao County Environmental Protection Bureau，Yichun Jiangxi 336400，China）

Abstract：In view of some problems existing in the current multi-sensor environmental monitoring platform based on drones， this paper proposes a series of solutions， which enables China's environmental monitoring platform to be further developed.

Key words：UAV;Sensor;Environmental monitoring

1 無人機的概述

使用無人機能夠在一些人無法到達的區(qū)域進行航拍，運用一些復雜的遙感設備來記錄數(shù)據(jù)，這種記錄方法是以無人駕駛飛機為主要航空母艦。通過遙控技術(shù)和遙感技術(shù)同時傳輸圖像。地面人員對這些信息進行調(diào)查和監(jiān)測，主要使用自動化智能快速遙感設備和遙感系統(tǒng)。完成一些簡單的數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)分析過程[1]。

1.1 科學選擇無人機

無人機測量系統(tǒng)和中國的數(shù)據(jù)后加載和處理有幾個平臺，如“Glide”和“Flying Elephant”。無人機在不同區(qū)域和不同類型的操作中也具有不同的變化，即，不同的飛行平臺對應于不同的無人機。例如，一些智能鳥類產(chǎn)品可以應用于具有低飛行要求的平原區(qū)域，用于一些簡單的監(jiān)測工作;但是，在一些海洋監(jiān)測或不同的林業(yè)監(jiān)測區(qū)域，污染嚴重的地區(qū)，以及一些陡峭的山區(qū)，或者具有高度城市建筑的復雜地形需要一些要求更高具有一定范圍的飛行高度的無人機;如果需要一定飛行高度或者飛行速度有限時，應盡可能選擇適合飛行條件的無人機，以使其能夠很好地完成任務[2]。

1.2 合理設置傳感器和分辨率

傳感器是無人機航空相機系統(tǒng)的核心，對于無人機的工作起著非常重要的作用。通常，我們對數(shù)碼相機和無人機的傳感部件使用相同的系統(tǒng)。即，廣泛使用的電荷耦合器件和互補金屬氧化物導體器件。電荷耦合器件具有更好的性能，但由于其復雜的制造工藝，其成本也更高;互補金屬氧化物導體器件在成本方面相對便宜，但是其成像質(zhì)量不如電荷耦合那么清楚。因此，如果工作要求相對較高并且需要清晰可靠的渲染，那么在一定的成本范圍內(nèi)，盡可能選擇電荷耦合元件，以獲得滿意的結(jié)果圖像。

不同的精度要求適用于不同的工作需求，如果精度要求比較高的話，那么其成果數(shù)據(jù)要求的也比較高，因此在后期的數(shù)據(jù)處理時，要抽選一定的高比例數(shù)據(jù)進行一些精度較高的檢測，盡可能使誤差降到最小的范圍內(nèi)。如果地圖誤差較大，畫面清晰度達不到標準，就應該重新拍攝，或者判斷其是否根據(jù)地形地貌選出了合乎規(guī)律、合乎設計要求的無人機傳感器。

1.3 影像處理軟件

作為后期數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，圖像處理軟件也非常重要。目前，我國主要使用中國測繪學會開發(fā)的MAP-AT軟件和武漢大學開發(fā)的DPGrid低空航測數(shù)據(jù)處理軟件。其軟件處理模式屬于數(shù)字軟件處理方法，因此這兩種軟件在無人機圖像處理方面都非常出色。它與專業(yè)數(shù)碼相機不同，不會因強光而使圖像失真。使誤差降到最低，并且通常用作坐標網(wǎng)格進行誤差校正，因此非?？煽俊Ｔ趫D像處理期間盡可能多地添加一些圖像控制點可以使生成的圖像以正射影像模式映射。這種處理的誤差大大減少，圖像處理達到了更高的標準。

1.4 地面控制系統(tǒng)

當無人機在高空作業(yè)時，相關(guān)人員需要提前設定無人機的航線。需要提前對作業(yè)地形和航空可能的狀況進行嚴格的監(jiān)測和數(shù)據(jù)收集分析。在所有準備工作就緒后，無人機可用于航空工作。在航空工作時，地面監(jiān)測系統(tǒng)應對無人機進行調(diào)查和配合，并在無人機飛行區(qū)域內(nèi)顯示其電子地圖和具體飛行參數(shù)。這些參數(shù)是地面監(jiān)測人員監(jiān)測其飛行狀態(tài)的唯一標準。其次，嚴格監(jiān)控無人機的飛行狀態(tài)，并在偏離路線或發(fā)生突發(fā)情況時及時進行調(diào)整，避免它做一些不利于執(zhí)行任務的事情。

2 傳感器系統(tǒng)在環(huán)境監(jiān)測平臺中的使用

利用多傳感器環(huán)境監(jiān)測平臺強大的空間分析技術(shù)，可以很好地計算我國目前存在的相關(guān)環(huán)境動態(tài)數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的方法誤差太大，而這種方法就可以很好地達到相關(guān)技術(shù)人員想要的數(shù)據(jù)精準度，在研究的準確率上也能得到很好的保證。我國目前的數(shù)據(jù)處理達到了一種高技術(shù)、高精準度的狀態(tài)，但是技術(shù)是要不斷發(fā)展的，只有這樣才能進一步促進多傳感器環(huán)境監(jiān)測平臺在我國環(huán)境監(jiān)測中的應用。環(huán)境監(jiān)測工作本身就是一項極其復雜并且受時空限制的龐大工作，而傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測工作需要依靠非常大的人力和物力來進行，而且效率也得不到保障。而多傳感器環(huán)境監(jiān)測平臺完全取代了傳統(tǒng)的人力、物力，并能在提高工作效率的前提下，精準快速地完成監(jiān)測工作，因此，多傳感器環(huán)境監(jiān)測平臺具有著非常重要的作用。對于相關(guān)的環(huán)境監(jiān)測平臺數(shù)據(jù)分析的時候，工作人員應該根據(jù)無人機所得到的數(shù)據(jù)進行檢測，從而得到環(huán)境的具體狀況，針對這些狀況，制定出符合不同區(qū)域的治理方案，能夠?qū)Νh(huán)境問題對癥下藥，這樣一來將會更加直接有效地解決目前存在的環(huán)境問題。而對于治理后的區(qū)域，要有針對性地進行后續(xù)護理，這樣才能夠?qū)h(huán)境問題進行根除;如果無法做到后期修復，那么環(huán)境問題還是反反復復的，這會造成很大的隱患。

3 結(jié)束語

綜上所述，雖然無人機目前在我國的發(fā)展當中也是應用非常廣泛的，但是無人機與傳感器相互配合的時候，仍然存在各種各樣的問題。國家的相關(guān)部門應該根據(jù)這些問題進行逐一突破，爭取使得無人機的多傳感器環(huán)境監(jiān)測平臺能夠做到快速有效并且無誤的監(jiān)測。無人機的多傳感器系統(tǒng)的進一步發(fā)展，在相關(guān)技術(shù)上的不斷改進、不斷突破，對于我國的環(huán)境監(jiān)測平臺將會是一個更大的助力，能夠促進我國環(huán)境向更好的方向去發(fā)展。

參考文獻

[1]楊貴軍，李長春，于海洋，等.農(nóng)用無人機多傳感器遙感輔助小麥育種信息獲取[J].農(nóng)業(yè)工程學報，2015，31（21）：184-190.

[2] 劉洋，李一波，王揚揚.察打一體化無人機多傳感器自動目標識別系統(tǒng)[J].飛航導彈，2010（6）：75-78.

收稿日期：2019-06-21

作者簡介：葉芃鋮（1985-），男，漢族，本科學歷，環(huán)境監(jiān)測工程師，研究方向為環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境影響評價、環(huán)境執(zhí)法等。