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测绘无人机在江河湖海领域中的应用

发布日期:2017-07-05  来源:天力发我要投稿我要评论
   无人驾驶飞机简称“无人机”,英文缩写为“UAV”,是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。从技术角度定义可以分为:升机、无人固定翼机、无人多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机这几大类。按飞行平台构型分类,无人机可分为固定翼无人机、旋翼无人机、无人飞艇、伞翼无人机、扑翼无人机等。国内无人机市场已发展了将近30余年,用途十分广泛,从最初的军用领域逐渐扩展到民用领域。

随着人类对地球认识的不断深化,海洋现已成为世界各国新一轮竞争的重要舞台,以高新技术为基础的海洋战略性新兴产业将成为全球经济复苏和社会经济发展的战略重点。同时随着国内无人机技术的快速发展,无人机平台已经开始由军事领域迅速地转向民用领域。在海洋监测方面,无人机作为一种新的遥感监测平台,飞行操作相对简单,智能化程度高,可按预定航线自主飞行、摄像,实时提供遥感监测数据和低空视频,成为空间数据获取的重要手段,本文就来说说无人机在民用领域尤其是海洋领域中的应用。

测绘无人机在江河湖海领域中的应用

测绘无人机优势

无人机搭载传感器进行航空遥感影像的拍摄,一方面是低空遥感被广泛认可,需要旺盛,另一方面则是因为相比较其它遥感数据获取方式,测绘无人机拥有不可替代的优势:

性价比高:现在市场上的国产测绘无人机的价格大约在十几万到几十万之间,可重复使用的次数多,除重大事故外不容易损坏,也不存在其它额外的使用费用。在自然环境比较恶劣的区域,如高原、近海等,即使出现意外也不会有太大的损失。高达0.05米分辨率的影像则比卫星影像的精度更高。

方便携带运输:固定翼测绘无人机翼展一般不会超过3米,并可以方便地拆卸。在项目执行的过程中,只需要将拆卸后的无人机设备放到普通的小货车中,就可以把操作人员和所有设备同时运送到目的地。到现场后,半个小时内就可以完成无人机的组装和调试。

无场地要求:传统的测绘无人机起飞方式一般是滑起,需要一段30米至50米相对水平的跑道才能起飞。随着新兴设备的引入,场地已经不再是无人机起降的阻碍。目前常见的的无人机除了滑起,还可以通过弹射或手抛方式起飞,降落时可以直接伞降,对于野外作业来说极为方便。弹射架可以固定在作业车的车顶,或者展开后架在地面即可。

机动灵活:测绘无人机可以根据所需的影像分辨率来决定飞行高度,在大多数情况下,飞行高度一般为100~1000米。测绘无人机搭载的相机多采用定焦镜头,飞行高度的差别直接影响到最终生成影像的分辨率。飞行前设计好航线、确定好飞行高度,就可以获取理想的数据。

受天气影响小:在传统的航空摄影中,大飞机航摄最担心出现的问题就是天气状况不理想,一旦出现多云的天气,将会严重影响成像的效果。但测绘无人机飞行的高度决定了云层厚度基本不会影响到成像,尤其是在获取高分辨率影像、飞行高度低的情况下。

测绘无人机在江河湖海领域中的应用

无人机遥感系统

无人机是一种有动力、可控制、能携带多种任务设备、执行多种任务,并能重复使用的无人驾驶航空飞行器。无人机系统是由飞行器、任务载荷、数据链、控制站几个主要部分组成。无人机是搭载载荷、执行任务的平台,按照结构形态可分为固定翼无人机和旋翼无人机,根据其性能和执行任务的范围可分为超近程无人机、近程无人机、中远程无人机等。无人机可以根据任务需求搭载不同的载荷,常用的载荷有可见光相机、可见光摄像机、红外相机、高光谱成像仪、SAR等遥感遥测设备。数据链是实现无人机与地面控制站通信连接的关键环节,可以将任务载荷的信息实时回传给地面,同时将无人机下行遥测信息发送至地面站,将上行的遥控信息发送至飞机和任务载荷。控制站是系统的指挥中心,通过软硬件等设备配合无人机系统进行任务规划,控制无人机起降,实时监测系统工作状态发出系统各种控制指令,并完成飞行的过程相关数据的存储。

测绘无人机在江河湖海领域中的应用

测绘无人机应用领域

在传统的国土测绘应用中,相比较卫星影像,无人机获取的影像除了分辨率更高,似乎没有更多的优势。但在更多的应用中,无人机所能做的,远远超出你能想象的范围。

国土测绘:相比较传统的测绘手段,无人机测绘能够凭借其机动灵活等特点,在国土测绘领域发挥重要作用。通过快速获取测绘无人机航摄数据,能够快速掌握测区的详细情况,应用于国土资源动态监测与调查、土地利用和覆盖图更新、土地利用动态变化监测、特征信息分析等,高分辨率的航空影像还可应用于区域规划等。

选线设计:遥感无人机可应用于电力选线、公路选线、铁路选线,能够根据项目需求,快速获取线状无人机航空影像,为选线快速提供设计数据。此外,遥感无人机还可以针对石油、天然气管道进行选线设计和全方位的监测,厘米级别的航空影像和高清视频能够协助进行安全监测与管理,同时利用管道压力数据结合影像发现管道渗漏、偷盗等现象。

环境监测:高效快速获取高分辨率航空影像能够及时地对环境污染进行监测,尤其是排污污染方面。此外,海洋监测、溢油监测、水质监测、湿地监测、固体污染物监测、海岸带监测、植被生态等方面都可以借助遥感无人机拍摄的航空影像或视频数据进行实施。其中,水质调查监测、污染物监测、大气环境监测、固态废物检测、秸秆禁烧监测是主要的应用方向。

水利监测:在陆地上,遥感无人机可应用于洪涝监测、河道管理、河道污染检测等。无人机可根据地形和河流情况,确定航线,并进行凌情应急监测、滩区洪水灾害监测、水污染等突发事件等。此外,遥感无人机还可应用于海岸带调查,如填海造地、水产养殖、海岸带变迁等情况,近海岛礁监测、船只、藻类、浮标等目标识别,以及海洋环境监测等。

农林:高分辨率航空影像能够提供准确的土地纹理和作物分类信息,可应用于农业用地分析、作物类型识别、作物长势分析、土壤湿度测定、农业环境调查、水产养殖区监测、森林火灾监测、森林覆盖率分析、森林植被健康监测、森林储积量评估等。能够针对特定农业作物,确定种植面积、生长状况、生长阶段和产值预估,比如在烟草、农业物联网等行业有重要应用。

土地变化分析:通过自定义重访周期,遥感无人机能够有效地对局部地区的动态变化进行监测。例如在水淹分析、拆迁赔偿等应用中,往往会因为双方各执一词而引发很多矛盾。利用遥感无人机进行航拍后,相关变化区域可以在最终的影像上非常清楚。在城市建设与规划、海岸水淹分析等领域中,遥感无人机都可以发挥重要作用。

应急救灾:无人机在测绘领域受到重视,是从应急救灾中开始的。无论是汶川地震、玉树地震,还是舟曲泥石流、安康水灾,测绘无人机都在第一时间到达了现场,并充分发挥机动灵活的特点,获取灾区的影像数据,为救灾部署和灾后重建工作的开展,都起到了重要作用。
 
本文链接:https://www.81uav.cn/tech/201707/05/444.html
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