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浅谈无人机的遥感技术

发布日期:2018-08-02  来源:普洛特无人机我要投稿我要评论

  “遥感”(Remote Sensing)顾名思义,就是“遥远的感知”。建立在现代光学技术、红外技术、雷达技术、激光技术、全息技术、电子计算机技术、电子学和信息论等新的技术科学及地球科学理论基础上的一门新兴的综合性很强的科学技术。

  遥感技术的特点是不直接接触研究的对象,在高空或者远距离处,接受物体辐射或反射的电磁波信息,应用电子计算机或者其他信息处理技术,加工处理成能识别的图像或者电子计算机用的记录磁带,经工作人员的分析判读,揭示出被测物体的性质、形态和动态变化。根据传感器工作波长的不同,可分为微波遥感、红外遥感和可见光遥感;依照运载工具不同又分为航天遥感和航空遥感。

  从摄影测量和遥感的定义来看,可以认为摄影测量是遥感技术在测量工作用的应用。不过,现今的无人机遥感技术有着更广泛的应用领域。

  无人机遥感(Unmanned Aerial Vehicle Remote Sensing ), 即利用先进的无人驾驶飞行器技术、遥感传感器技术、遥测遥控技术、通讯技术、GPS差分定位技术和遥感应用技术,能够实现自动化、智能化、专用化快速获取国土资源、自然环境、地震灾区等空间遥感信息,且完成遥感数据处理、建模和应用分析的应用技术。无人机遥感系统由于具有机动、快速、经济等优势,成为未来的主要航空遥感技术之一。

  无人机遥感系统的组成通常包括:飞行平台、飞星导航与控制系统、地面监测系统、任务设备、数据传输系统、发射与回收系统、野外保障装备以及其他附属设备。

  无人机遥感技术作为航空、航天遥感的有效补充,具有其他遥感技术无法比拟的独特优势,其主要表现在:

  1、快速响应。

  无人机系统运输便利、升空准备时间短、操作简单,可快速到达监测区域,机载高精度遥感载荷可以在1-2小时内快速获取遥感监测结果 。

  2、图像分辨率高。

  无人机遥感获取图像的空间分辨率达到分米级,适于1:500或更大比例遥感应用的需求。无人机搭载的高精度数码成像设备还具备大面积覆盖、垂直或者倾斜成像的能力。

  3、自主性强。

  无人机可按照预定飞行航线自主飞行、拍摄,航线控制精度高。飞行高度可从50m至4000m,高度控制精度一般优于10m,速度范围从70km/h至160km/h,均可平稳飞行,适应不同的遥感任务。

  4、操作简单。

  飞行操作自动化、智能化程度高,操作简单,并有故障自动诊断及显示功能,便于掌握和培训;一旦遥控失灵或者出现其他故障,可自动返航到起飞点上空,盘旋等待。若故障解除,则按地面人员控制继续飞行,否则自动开伞回收。

  无人机遥感作为一项空间数据采集的重要手段 ,具有续航时间长、影像实时传输、高危地区探测、 成本低、机动灵活等优点,广泛应用于多个领域。

  1、无人机遥感在气象监测中的应用。

  无人气象飞机可装载遥感设备对温度、湿度、压强等气象参数进行遥感测定,可解决在空中长时间、大区域、连续监测的天气变化,并可得到高精度测量结果。

(普洛特PLT-02无人机南极进行气象科考)

  2、无人机遥感在资源调查与监测中应用。

  无人机遥感在资源调查与监测方面的应用主要是土地、资源调查与分类,环境监测等。

(普洛特PLT-02无人机在河北凉城罂粟种植区缉毒侦查)

  3、无人机遥感在新农村规划、建设方面的应用。

(普洛特PLT-30完成四川省泸县的耕地确权任务)

  4、无人机遥感在突发事件处理中的应用。

(普洛特PLT-40参与汶川地震灾情监测,这是我国第一次把无人机用于应急救灾。)

  无人机以其高机动性能为人们应对突发事件(如交通火灾、大型输油管道火灾、森林火灾、核电站险情救援等)提供了新的途径。无人机可以用最短的时间 ,最大限度地接近灾情现场,监视险情发展,实时传递灾情的影像信息,为灾害治理提供及时、准确的数据。既能降低救灾人员的工作风险,又可提供最直接、最真实的第一手数据, 为制定有效的作战方案提供依据。

  技术短板

  1、大型飞机队起降场地要求过高,小型飞机抗风性能较差。

  需要滑跑、滑降的较大型的无人机对于起降场地要求过高,在不满足起降条件下的勉强起降可能会损害飞机。但如果使用小轻型无人机则易受低空的风速和风向影响。如何很好的利用弹射起飞、撞网回收技术降低无人机对起飞场地的要求,以及在不增加重量的条件下通过改进设计和提高飞行控制技术,来提高抗风性能保证飞行的稳定性 ,这是无人机成为理想的遥感平台前急需解决的问题。

  2、传感器及其姿态控制技术。

  无人机的载荷非常有限,而传统传感器往往在体积、重量等方面难以完成高精度的航摄任务 , 如何使获取的实时遥感数据达到与控制系统预先设定的数据在航摄点、摄影比例尺、重迭度等参数以及飞行高度、飞行速度等任务数值完全符合,目前来看,还需要攻克多个难关。

  3、遥感数据的后处理技术。

  传统的航片存在像幅较小、影像数量多等问题,应针对其遥感影像的特点以及相机定标参数、拍摄时的姿态数据、对图像进行几何和辐射校正, 开发出相应的软件进行交互式的处理。同时还应开发影像自动识别和快速拼接软件 ,实现影像质量、飞行质量的快速检查和数据的快速处理 , 以满足整套无人机遥感系统实时、快速的技术要求。

  无人机作为一种新型的遥感平台将得到广泛应用。遥感发展的一个总的方向是高空间分辨率、高光谱分辨率和高时间分辨率。随着多光谱传感器水平的提高, 重量和体积下降 ,无人机遥感在突发事件及灾害监测、病虫害、外来入侵生物监测、高时效性的资源监测等多个领域发挥其他遥感技术所不能比拟的优势。


 
本文链接:https://www.81uav.cn/tech/201808/02/817.html
标签:  遥感技术
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