淺談 無人機低空遙感技術(shù)在國土資源行業(yè)中的應(yīng)用

寧波市國土資源局 周張琪

淺談 無人機低空遙感技術(shù)在國土資源行業(yè)中的應(yīng)用

寧波市國土資源局 周張琪

一、概述

（一）無人機及特點。無人機是是利用無線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機。機上無駕駛艙，但安裝有自動駕駛儀、程序控制裝置等設(shè)備。地面、艦艇上或母機遙控站人員通過雷達等設(shè)備，對其進行跟蹤、定位、遙控、遙測和數(shù)字傳輸。無人機具有機動快速、使用成本低、維護操作簡單等技術(shù)特點，被作為一種理想的飛行平臺廣泛應(yīng)用于軍事和民用各個領(lǐng)域。尤其是進入二十一世紀以后，許多國家將無人機系統(tǒng)的研究、開發(fā)、應(yīng)用置于優(yōu)先發(fā)展的地位，體積小、重量輕、探測精度高的新型傳感器的不斷問世，也使無人機系統(tǒng)的用途迅速拓展，現(xiàn)廣泛應(yīng)用于軍事、數(shù)字化農(nóng)業(yè)、國土資源調(diào)查、生態(tài)環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測、交通管理、數(shù)字化林業(yè)等眾多領(lǐng)域。

（二）低空遙感技術(shù)。隨著信息科學(xué)和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，各國對空間數(shù)據(jù)的需求急劇增長。雖然許多發(fā)達國家已經(jīng)能夠生產(chǎn)滿足一定用戶需要的高分辨率數(shù)據(jù)，但是空間數(shù)據(jù)供給的增長遠遠不及對其需求的增長。特別在發(fā)展中和不發(fā)達國家，發(fā)展耗資巨大的航天遙感系統(tǒng)目前存在技術(shù)上和資金上的困難。數(shù)據(jù)獲取成為當前阻礙空間信息技術(shù)迅速推廣應(yīng)用的主要瓶頸之一。作為空間信息技術(shù)體系的分支之一，無人機低空遙感技術(shù)是近年快速發(fā)展起來的一項地理信息數(shù)據(jù)快速獲取技術(shù)，該技術(shù)克服了傳統(tǒng)航空攝影方法的局限性，具備機動靈活、高效快速、精細準確、可以進行云下攝影等特點，在業(yè)界具有廣泛的應(yīng)用前景。

二、無人機低空遙感監(jiān)測系統(tǒng)及特點

（一）系統(tǒng)組成。無人機低空遙感監(jiān)測系統(tǒng)由遙感設(shè)備及其控制系統(tǒng)、無人駕駛飛行平臺、飛行控制系統(tǒng)、無線電遙測遙控系統(tǒng)、遙感數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等幾部份組成。主要工作模式為將遙感設(shè)備及控制系統(tǒng)的CCD傳感器安裝在空三姿態(tài)自動校正的無人機飛行平臺上，利用無線電遙測技術(shù)和具備高精度的飛機控制系統(tǒng)，完成云下的影像獲取，再通過后續(xù)的遙感數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)制作不同需求的數(shù)據(jù)成果。

（二）系統(tǒng)特點。1、機動快速的響應(yīng)能力。無人機系統(tǒng)運輸便利、升空準備時間短、操作簡單，可快速到達監(jiān)測區(qū)域，機載高精度遙感設(shè)備可以在短時間內(nèi)快速獲取遙感監(jiān)測結(jié)果。2、性能優(yōu)異。無人機可按預(yù)定飛行航線自主飛行、拍攝，航線控制精度高，飛行姿態(tài)平穩(wěn)，可適應(yīng)不同的遙感任務(wù)。3、操作簡單可靠。飛行操作自動化、智能化程度高，操作簡單，并有故障自動診斷及顯示功能，便于掌握和培訓(xùn)；一旦遙控失靈或其他故障，飛機自動返航到起飛點上空，盤旋等待。若故障解除，則按地面人員控制繼續(xù)飛行，否則自動開傘回收。4、高分辨率遙感影像數(shù)據(jù)獲取能力。無人機搭載的高精度數(shù)碼成像設(shè)備，具備面積覆蓋、垂直或傾斜成像的技術(shù)能力，獲取圖像的空間分辨率達到分米級，適于1：1萬或更大比例尺遙感應(yīng)用的需求。5、使用成本低。無人機系統(tǒng)的運營成本較低，飛行操作員的培訓(xùn)時間短，系統(tǒng)的存放、維護簡便，還可免去了調(diào)機和停機的費用。

三、在國土資源行業(yè)中的運用

（一）應(yīng)急防災(zāi)體系建設(shè)。無人機低空遙感體系的建立，能切實提高突發(fā)事件的響應(yīng)和處理能力，一方面能及時反映地址災(zāi)害事故發(fā)生后的真實影響范圍和損失估量等翔實數(shù)據(jù)，為領(lǐng)導(dǎo)輔助決策提供重要參考依據(jù)；另一方面能通過對地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)點進行定時無人機低空巡查，獲取實時的災(zāi)害點監(jiān)測信息，有效預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，減少災(zāi)害損失。同時，通過低空遙感的災(zāi)害評估數(shù)據(jù)及時的信息公開，既能大大提高為人民服務(wù)的能力，又能提升國土資源管理公眾形象。

（二）地籍數(shù)據(jù)庫變更。利用無人機低空遙感技術(shù)，可以進行地籍變更范圍快速提取，利用自動相關(guān)制圖軟件完成地形數(shù)據(jù)快速測圖，形成數(shù)字化的4D產(chǎn)品。同時采用高精度的側(cè)視成像航空攝影手段，在云下500米高空飛行可以完成1：500航拍圖的測量，并通過邊緣提取、自動構(gòu)面等技術(shù)制作完成地籍入庫數(shù)據(jù)和地籍數(shù)據(jù)庫的年度變更。

（三）集體土地所有權(quán)發(fā)證。集體土地所有權(quán)發(fā)證牽涉范圍廣泛，特別是有些在偏遠、道路崎嶇的山林，需要花大量的時間去支導(dǎo)線，既降低了測量的精度，也加大了測量環(huán)境的復(fù)雜性。低空遙感技術(shù)利用豐富的影像信息和踩界效率，具有較高的精度與較快的效率，可以很好的實現(xiàn)集體土地所有權(quán)與使用權(quán)“一體化”發(fā)證設(shè)想，并同時完成無大比例尺區(qū)域的快速測圖與發(fā)證。

（四）動態(tài)巡查監(jiān)管。通過無人機遙感監(jiān)測成果，可及時發(fā)現(xiàn)和依法查處被監(jiān)測區(qū)域國土資源違法行為，建立利用科技手段實行國土資源動態(tài)巡查監(jiān)管、違法行為早發(fā)現(xiàn)、早制止、早查處的長效機制。特別在違法用地不易發(fā)現(xiàn)地區(qū)，利用無人機低空遙感真彩色正射影像數(shù)據(jù)，執(zhí)法人員可以更清楚直觀的查看違法事實，并通過數(shù)據(jù)抽取和深加工制作現(xiàn)場照片，成為立案依據(jù)。

（四）國土資源“一張圖”建設(shè)。無人機低空遙感成果可以廣泛應(yīng)用于國土資源“一張圖”基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中。最直觀的則是影像數(shù)據(jù)，也可以通過影像數(shù)據(jù)進行空三測量形成信息化的4D產(chǎn)品，經(jīng)過半自動化的處理入庫，有力地補充了“一張圖”核心數(shù)據(jù)庫，保證了數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性與統(tǒng)一性，既提高技術(shù)人員及部門的話語權(quán)，也更便于提高領(lǐng)導(dǎo)決策的科學(xué)性和準確性，為各級部門領(lǐng)導(dǎo)及主要決策者定期提供最實時的土地管理相關(guān)信息。

總的來說，無人機低空遙感技術(shù)是一門新興信息技術(shù)，能廣泛提升國土資源管理工作的科技含量，進一步利用尖端、實用、便民的途徑擴大自己的服務(wù)范圍與服務(wù)能力，提升管理與創(chuàng)新水平。同時，無人機低空遙感及監(jiān)測系統(tǒng)正處于不斷發(fā)展完善中，新技術(shù)和新方法的充分運用仍需要一個長期的探索實踐過程。