探討無人機(jī)遙感在礦區(qū)監(jiān)測與土地復(fù)墾中的應(yīng)用前景

吳新明 孫萬庫 孫曉光

1.北京市豐臺區(qū)63963部隊 北京 100071 2.遼寧省錦州市31698部隊 遼寧錦州 121011

無人機(jī)遙感已經(jīng)成為全國研究的熱點(diǎn)課題，是以無人駕駛飛機(jī)作為空中平臺，以高分辨率CCD數(shù)碼相機(jī)、輕型光學(xué)相機(jī)、激光掃描儀、紅外掃描儀等機(jī)載遙感設(shè)備獲取信息，通過利用計算機(jī)對圖像信息進(jìn)行處理，并制作成一定精度的圖像。無人機(jī)遙感技術(shù)是集成了高空拍攝無人駕駛技術(shù)、遙控技術(shù)、遙測技術(shù)、GPS定位技術(shù)、視頻影像微波傳輸技術(shù)和計算機(jī)影像信息處理的技術(shù)。由于無人機(jī)遙感具有經(jīng)濟(jì)實惠、操作性強(qiáng)、靈活快速等優(yōu)勢，現(xiàn)已逐步從研發(fā)階段發(fā)展到實際應(yīng)用，也促進(jìn)了礦區(qū)檢測和土地復(fù)墾中的應(yīng)用[1]。

1 無人機(jī)遙感應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，無人機(jī)遙感技術(shù)的逐漸成熟，各行各業(yè)都已經(jīng)從研發(fā)逐漸發(fā)展為實際應(yīng)用，無人機(jī)遙感技術(shù)現(xiàn)已用于國土資源勘察、數(shù)字城市發(fā)展建設(shè)、通訊站的建立、國家地圖測繪、城市發(fā)展規(guī)劃、實時監(jiān)測突發(fā)事件、災(zāi)害預(yù)測和評估、城市街道交通、網(wǎng)線電網(wǎng)鋪設(shè)、礦產(chǎn)開發(fā)、環(huán)境管理和生態(tài)保護(hù)、森林治理、數(shù)字化農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。目前無人機(jī)已經(jīng)在民用市場廣泛應(yīng)用，其農(nóng)林植保和電力能源巡檢、消防救災(zāi)、公安系統(tǒng)、國土測繪、氣象環(huán)保監(jiān)測等。

軍用方面的應(yīng)用，核心功能包括飛控，光流定位，自動避障，遠(yuǎn)距離圖傳，目標(biāo)跟蹤。目前無人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)用于電力巡線領(lǐng)域，以固定翼為主。固定翼能提供更加優(yōu)秀的續(xù)航（1h以上），覆蓋范圍更廣（20km以上）。適用于森林地區(qū)，電力線故障人工定位成本太高，無人機(jī)巡航能夠大大提高效率，減少成本，經(jīng)濟(jì)實惠。農(nóng)林植保領(lǐng)域中應(yīng)用主要是為農(nóng)田噴灑農(nóng)藥等；應(yīng)用于公安系統(tǒng)中，可以通過遠(yuǎn)程控制輕小型無人機(jī)，實時回傳內(nèi)部畫面，偵察敵情，隨著目前無人機(jī)環(huán)境偵測及自主三維重建技術(shù)的進(jìn)步，甚至能夠做到信號屏蔽區(qū)的自主導(dǎo)航，對于減少警員傷亡，打擊犯罪帶來極大便利。在遙感測繪中也得到廣泛應(yīng)用，采用固定翼無人機(jī)進(jìn)行遙感測繪，效率高，無人機(jī)在測繪領(lǐng)域的應(yīng)用主要體現(xiàn)在對自然地理要素或地表人工設(shè)施的形狀、大小、空間位置及屬性進(jìn)行測定和采集上涵蓋國土資源規(guī)劃利用、地質(zhì)勘探、水利交通和軍事等領(lǐng)域。測繪遙感技術(shù)也被運(yùn)用到汶川地震災(zāi)區(qū)、青海玉樹地震和舟曲特大泥石流等應(yīng)急測繪保障建設(shè)上。在森林消防中的應(yīng)用，可通過搭載視頻拍攝或者紅外鏡頭，通過煙霧探測識別火源，大大降低了森林巡防的成本[2]。

2 無人機(jī)用于礦區(qū)監(jiān)測與土地復(fù)墾的前景

無人機(jī)遙感技術(shù)因具有價格實惠、操作性強(qiáng)、無人駕駛等智能化優(yōu)現(xiàn)已得到各行各業(yè)廣泛應(yīng)用，對于礦區(qū)這種特殊地理環(huán)境和復(fù)雜情況，無人機(jī)能夠在這復(fù)雜情況中做出精準(zhǔn)的檢測，并得到準(zhǔn)確無誤的相關(guān)數(shù)據(jù)，在礦區(qū)檢測中起到了重要作用。無人機(jī)遙感技術(shù)是從遠(yuǎn)距離感知目標(biāo)反射或自身輻射的電磁波、可見光、紅外線，對目標(biāo)進(jìn)行探測和識別的技術(shù)，應(yīng)用各種傳感儀器對遠(yuǎn)距離目標(biāo)所輻射和反射的電磁波信息，進(jìn)行收集、處理，并最后成像，因此通過無人機(jī)遙感技術(shù)監(jiān)測礦山情況，可以減少人員傷亡情況，無人機(jī)在礦區(qū)監(jiān)測和土地復(fù)墾方面起著非常重要作用，有著更大的前景,主要對土地利用分類和采礦設(shè)施上進(jìn)行研究。

識別礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害情況才能最終保障礦區(qū)土地的安全，由于GPS定位檢測和滑動方式檢測效率達(dá)不到，目前大多數(shù)是采用數(shù)字近景測量方法進(jìn)行檢測。利用無人機(jī)機(jī)身上承載很多種傳感器的組合進(jìn)行監(jiān)測，來實現(xiàn)對礦區(qū)內(nèi)的情況進(jìn)行檢測，捕捉地質(zhì)災(zāi)害和污染等不利信息，獲取礦區(qū)內(nèi)的地形、溫度、濕度、變形等數(shù)據(jù)有著非常重要的意義，傳感器再將所獲取到的信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，形成數(shù)據(jù)鏈，為工作人員提前做好防御工作提供了有效依據(jù)。無人機(jī)傳感在土地復(fù)墾中的作用，在土壤質(zhì)量、土壤肥力情、定量評價方面，就是通采用遙感所獲取的影像來進(jìn)行評估和預(yù)測的。也就是主要從土壤植被覆蓋率、土壤澇滯、有機(jī)質(zhì)檢測以及潛育化等方面對土壤質(zhì)量進(jìn)行評估,無人機(jī)由于靈活性較強(qiáng)、機(jī)動性較強(qiáng)、可搭載多傳感器等優(yōu)點(diǎn)，在提高土地復(fù)墾的效率和恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)起著非常作用的作用[3]。

3 結(jié)語

伴隨著科技發(fā)展，從航拍新聞、遙感測繪到農(nóng)業(yè)植保，無人機(jī)遙感的使用越來越普及，無人機(jī)在礦山檢測和土地復(fù)墾中也具有非常重要的作用，在設(shè)計方面需要符合監(jiān)測方案,在無人機(jī)機(jī)身選擇方面，能夠搭載多種傳感器并且能夠呈現(xiàn)出高分辨率的影像，才能達(dá)到理想的最終的效果。很多礦區(qū)土地可利用的復(fù)墾面積比較大，由于環(huán)境險惡并且復(fù)雜，人們不能直接貿(mào)然冒險，這需要通過無人機(jī)影像技術(shù)對礦區(qū)進(jìn)行檢測，因此選擇合適的無人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)用其中是未來的必然趨勢。無人機(jī)遙感技術(shù)在礦區(qū)監(jiān)測與土地復(fù)墾的應(yīng)用正處于研究中，在不久的未來也會得到廣泛的應(yīng)用。這需要研究人員在無人機(jī)機(jī)身方面、遙感器技術(shù)方面以及獲取精準(zhǔn)數(shù)據(jù)和信息方面都要進(jìn)行不斷創(chuàng)新、不斷優(yōu)化，才能讓無人機(jī)遙感更有效、更廣泛的應(yīng)用在礦區(qū)檢測和土地復(fù)墾中的領(lǐng)域中，才能及時處理各種礦區(qū)災(zāi)情[4-5]。