低空无人机航摄遥感在测绘领域的应用

低空无人机航摄遥感在测绘领域的应用

吴迪

关键词：低空无人机应用优势发展前景

引言

近些年，无人飞机航摄系统在测绘方面的应用越来越广泛。卫星遥感和常规航摄技术由于周期长、费用高，无法及时有效地满足应急测绘、小面积高分辨率地理信息数据更新的需求。无人飞机航摄系统是传统航空摄影测量手段的有力补充，具有机动灵活、高效快速、精细准确、作业成本低、适用范围广等特点，在小区域和飞行困难地区高分辨率影像快速获取方面具有明显优势。

一、无人机航摄遥感介绍

无人机飞行器与航空摄影测量相结合，成为航空对地观测的新遥感平台被引入测绘行业，加上数码相机的引入，就使得“无人机数字遥感”成为航空领域的一个崭新发展方向。“无人机数字遥感”有低成本、快捷、灵活机动等显著特点，可成为卫星遥感和有人机遥感的有效补充手段。

无人机航摄遥感技术有其他遥感技术不可替代的优点，可成为卫星遥感的有效补充手段，该技术主要涉及飞机平台、测控及信息传输、传感器、遥感空基交互控制、地面实验/处理/加工、以及综合保障等相关技术领域。我国无人飞行器航空遥感技术的进步不仅表现在无人飞行器的研制，还表现在正好适用于航空遥感的飞行控制系统、遥感通讯系统的研制，更表现为轻小型化传感器及其单反数码相机，并配备有姿态稳定平台，可快速获取城镇大比例尺真彩色航空影像。

二、无人机航摄遥感的特点

1、直观、全面

随着遥感影像处理技术的发展，可以利用无人机遥感影像生成高分辨率图像，通过图像可以直观辨别污染源、可见漂浮物等信息，生成分布图，为环境评价、环境监测等提供真实的依据。

2、快速高效

针对应急测绘的项目，由于时间紧、任务急、情况特殊等，如：山体滑坡、洪水泛滥、森林救火、海上污染等自然灾害的发生，急需灾区实时影像资料用于灾情分析和救援工作的开展。在突发事件发生后，无人机可以立即响应，并对测区进行全面监测，单台无人机每天的监测能力最高可以达300平方公里，用低空无人机航摄遥感技术就起到非常重要的作用，能够在最短时间内获取高清晰影像数据，以利于救灾指挥、灾情评估及灾区重建的规划和设计需要。

3、机动灵活

在测绘工作中，低空无人机快速出击的响应能力是应急遥感测绘有力的保障，低空无人机因为机身设备轻便、运输灵活、越野能力强、对起降场地要求低、起降方式多种多样，而且安装、调试、起飞作业快捷等优点，得到广大用户的满意和广泛应用。特别是在山高、地形复杂、客观起降条件差的情况下，使用大飞机航空摄影较为困难的地区，应用低空无人机就可以快速获取高精度、高清新影像数据资料，极大提高测绘成果的实效性，提高了测绘应急保障服务能力。

4、分辨率高、处理速度快

无人机获取影像具有较高分辨率，最优分辨率可达0.1m，超过所有的卫星影像数据。对场地要求低，作业方式灵活快捷，能快速响应拍摄任务，数据采集速度快。

5、运行成本低

低空无人机航摄遥感数据不仅具有卫星影像数据的价值，而且具有大飞机航空摄影的快速采集优势。无人机获取影像数据，成本相当于利用卫星获取影像数据，但却拥有航空影像获取的优势，并在影像获取后，采用高性能的处理技术，可对数据进行预处理及后处理，生成高程数据。数据处理速度快，数据获取成本低。

三、无人机航摄遥感的先进技术水平

低空无人机航摄遥感得到国土资源部、国家测绘地理信息局的大力支持，在全国各省测绘局系统进行全面推广，同时研究单位加大研发力度，逐步建立起了低空无人机服务体系，真正解决运行维护、专业培训、技术更新、售后服务等工作，建立了更加完善的低空无人机系统，整体技术水平和影像数据处理能力都得到很大的提高。

目前，我国低空无人机已广泛应用于工业、农业、交通、水利、国防、土地等行业，特别是低空无人机航摄遥感系统已实现了雪域高原上的航空摄影测量，开创了像青藏高原等特殊地区无人机测绘遥感技术应用的先河。

四、无人机航摄遥感的应用

1、无人机与国土监测

国土监测的主要工作之一是对国土变化进行实时监测。传统实地调查的方式具有滞后性，不能及时的反应土地的变化情况。卫星遥感数据由于采购时间长等原因，具有一定的限制，且分辨率低，同样不能反应土地的实时变化。航空遥感受气候和航空管制的制约，在突发状况下，难以保障在第一时间到达监测区域。而无人机遥感克服了以上缺点，能及时发现违规违法用地、滥占耕地、非法开采和生态破坏等现象，及时反馈并进行制止。

2、无人机与环境监测

环境监测的主要对象为各类自然保护区、环境污染和环境事故应急监测，保护区大多具有面积大、位置偏、交通不便等特点。传统的调查方式不能及时有效地进行监测。无人机遥感系统能获取高分辨影像，能清楚的分辨保护区内的植被、水文、人类活动影响范围等，能及时的发现保护区的破坏情况并进行实时的保护。无人机遥感从宏观上观测污染源分布、排放状况，实时监测跟踪突发环境污染事件并及时取证。在环境事故突发，条件恶劣的情况下，无人机能低空飞行，动态获取事故的发展情况，为环境部门应急管理提供技术支持。

3、无人机与城市绿化监测

城市绿化监测的重要内容是监测城市绿地情况，进而评价城市生态环境现状。通过无人机在低空航摄获取的影像分辨率高于通过卫星获取的影像，且能突破卫星影像楼层阴影的影响，获取数据更加准确，更能满足城市绿化测定工作，可以为政府掌握城市生态环境提供重要的数据。

4、无人机遥感在应急保障方面的应用

自然灾害具有突发性特点，灾害应急救援的关键是灾害发生后的快速反应。及时快捷的灾情信息对于及时制定救援策略，提高救援效率和质量起着至关重要的作用。无人机遥感系统具有实时性强、机动灵活、影像分辨率高、成本低的特点，且能够在高危地区作业，使得无人机遥感可以在自然灾害发生后迅速反应，第一时间掌握灾区情况，在应急保障方面发挥重要的作用。

5、无人机遥感在其它领域的应用

除了在上述行业中的应用外，无人机还能广泛的应用于气象、水利、农业等各行各业中，可以在短时间内为各行各业提供高分辨率影像数据，提高这些行业的工作效率，为规划、决策提供依据，使决策更具有科学性。

目前，我国正处于快速发展时期，各行各业对测绘的需求与日俱增，各领域规划、建设都离不开先进的测绘技术支持，大力开展低空无人机航摄遥感技术推广应用，是更好更快为国民经济建设提供实时地理信息数据的重要手段，为领导决策提供支持和信息服务。

结语

总之，开展低空无人机航摄遥感技术推广应用，是推进我国测绘科技自主创新的重要举措，如今测绘科学技术快速发展，不同行业对遥感数据的需求也日益增加，但遥感数据获取相对困难。无人机作为一种新型的遥感数据获取手段，有着众多的优点，成本低、响应迅速、影像质量高等，因此，无人机遥感已经成为主要的遥感技术之一，今后低空无人机航摄遥感技术的应用空间将更加广阔。

参考文献:

[1]金伟，葛宏立，杜华强，徐小军.无人机遥感发展与应用概况[J].遥感信息，2009（1）：88-92.

[2]陈海健.遥感技术在环境监测中的应用和发展前景[J].中国新技术新产品.2011(13)