國土資源執(zhí)法監(jiān)察中對(duì)無人機(jī)的應(yīng)用實(shí)踐

范培新

【摘 要】隨著現(xiàn)在科技的發(fā)展，人工智能化水平的提高，人們?cè)诮夥湃肆Φ倪^程中更加注重?zé)o人機(jī)的研究與發(fā)展。在國土資源執(zhí)法監(jiān)察中無人機(jī)更是起到了重要的作用。文章通過對(duì)無人機(jī)系統(tǒng)的組成及特點(diǎn)的構(gòu)述，以及無人機(jī)在應(yīng)用實(shí)踐中的目標(biāo)，表明無人機(jī)的重要程度以及省時(shí)、方便的特點(diǎn)，從而解放人力，應(yīng)用于實(shí)踐，對(duì)國土資源執(zhí)法監(jiān)察中的應(yīng)用進(jìn)行了初步的評(píng)價(jià)。

【Abstract】With the development of science and technology and the improvement of artificial intelligence， people pay more attention to the research and development of unmanned aerial vehicles. The UAV plays an important role in the law enforcement and supervision of land and resources. Paper analyzes the composition and characteristics of UAV system， and its target in practice， showing the importance of UAV and its time-saving and convenient characters， then using UAV liberating manpower， and applying it in practice. A preliminary evaluation of the application of law enforcement and supervision of land resources in this paper.

【關(guān)鍵詞】國土資源；監(jiān)察；無人機(jī)；應(yīng)用實(shí)踐

【Keywords】land resource； supervision； UAV； application practice

【中圖分類號(hào)】F301 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2017）03-0088-02

1 概述

無人駕駛飛機(jī)簡(jiǎn)稱“無人機(jī)”，英文縮寫為“UAV”，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行器。無人機(jī)實(shí)際上是無人駕駛飛行器的統(tǒng)稱，從技術(shù)角度定義可以分為：無人直升機(jī)、無人固定翼機(jī)、無人多旋翼飛行器、無人飛艇、無人傘翼機(jī)這幾大類。與載人飛機(jī)相比，它具有體積小、造價(jià)低、使用方便、對(duì)環(huán)境要求低等優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)闊o人機(jī)的應(yīng)用的確解放了人們的勞動(dòng)力，同時(shí)在實(shí)踐過程中更加高效、及時(shí)、方便，極大地解決了人們一些人力所不及的問題。近年，無人機(jī)逐步擴(kuò)展應(yīng)用到民用領(lǐng)域，特別是在測(cè)量和監(jiān)測(cè)領(lǐng)域更是發(fā)揮了其重要作用，在國土資源執(zhí)法監(jiān)察中的運(yùn)用也越來越適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展。[1]

2 無人機(jī)組成、特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)

2.1 無人機(jī)系統(tǒng)

無人機(jī)系統(tǒng)包括空中控制系統(tǒng)、地面控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)站處理系統(tǒng)。

空中控制系統(tǒng)：包括通信設(shè)備和圖像采集設(shè)備的遙感穩(wěn)定飛行姿態(tài)，傳感器子系統(tǒng)垂直陀螺，獲取飛行平臺(tái)的位置信息，全球定位系統(tǒng)控制自主飛行，接收天線遙感空中控制子系統(tǒng)和無人機(jī)飛行平臺(tái)?？罩锌刂葡到y(tǒng)的特點(diǎn)是穩(wěn)定性強(qiáng)，傳感系統(tǒng)敏感，獲取信息準(zhǔn)確，有先進(jìn)的GPS定位系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確地識(shí)別定位搜集相應(yīng)的數(shù)據(jù)。

地面控制系統(tǒng)：軌跡規(guī)劃該系統(tǒng)是基于無人機(jī)飛行前的命令空中進(jìn)行航路規(guī)劃，該系統(tǒng)顯示無人機(jī)飛行區(qū)域電子地圖、飛行參數(shù)、航跡、飛機(jī)姿態(tài)航向參數(shù)，可以方便修改航路點(diǎn)、目標(biāo)航向，監(jiān)控飛機(jī)的飛行數(shù)據(jù)接收和顯示子系統(tǒng)在飛行中通過并記錄所有飛行參數(shù)導(dǎo)航數(shù)據(jù)。地面控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是覆蓋面全，定位準(zhǔn)確，能及時(shí)準(zhǔn)確地反映和修改航路、航向，能有效地記錄飛行參數(shù)導(dǎo)航數(shù)據(jù)，并作出相應(yīng)的分析，做出準(zhǔn)確的判斷，有效準(zhǔn)確地呼應(yīng)空中控制系統(tǒng)，形成有力的配合，用雷達(dá)定位和空中控制系統(tǒng)中的傳感器的敏感性，有效地配合了空中控制系統(tǒng)，同時(shí)傳輸了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，有助于以后做精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)分析。[2]

數(shù)據(jù)站處理系統(tǒng)：主要由相應(yīng)的數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量軟件以及工作站組成。數(shù)據(jù)站處理系統(tǒng)是前端空中控制系統(tǒng)和地面控制系統(tǒng)的后臺(tái)運(yùn)作。數(shù)據(jù)站的測(cè)量軟件能夠把空中控制系統(tǒng)和地面控制系統(tǒng)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的整理歸納，并形成相應(yīng)的數(shù)字影像、數(shù)據(jù)分析、測(cè)繪圖紙，并由工作站的分析人員進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析，分析完成后形成相應(yīng)的分析報(bào)告，指導(dǎo)相應(yīng)的實(shí)踐性工作。數(shù)據(jù)站處理系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是前端數(shù)據(jù)收集整理與后端數(shù)據(jù)處理相結(jié)合，無人機(jī)人工智能和人為數(shù)據(jù)分析相結(jié)合，數(shù)據(jù)站處理系統(tǒng)解放了人工運(yùn)算的一些負(fù)擔(dān)，減少了一些人為因素對(duì)數(shù)據(jù)分析的不確定性，快速、簡(jiǎn)潔、高效、方便，提升了工作效率，同時(shí)對(duì)無人機(jī)數(shù)據(jù)站處理系統(tǒng)的應(yīng)用與實(shí)踐對(duì)國土資源執(zhí)法監(jiān)察中執(zhí)法形式，工作效率的提升有著良好的提升，同時(shí)也有效的杜絕了一部分在執(zhí)法過程中存在的貪腐和形式化，有力推動(dòng)了社會(huì)科技的進(jìn)步。

2.2 基于無人機(jī)的無人遙感系統(tǒng)、遙感設(shè)備、遙感平臺(tái)是無人機(jī)的重要組成部分

對(duì)于任務(wù)負(fù)載，遙感數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)是一個(gè)技術(shù)支持無人機(jī)空中飛行的有力補(bǔ)充。通過“3s”系統(tǒng)集成技術(shù)，無人機(jī)遙感系統(tǒng)應(yīng)用遙感觀測(cè)數(shù)據(jù)，處理能力功耗低，對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)和規(guī)避。低成本、高分辨率是實(shí)用新型無人機(jī)具有的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，無人機(jī)的應(yīng)用與運(yùn)作，有效地解放了人力，為土地監(jiān)察工作與現(xiàn)代的技術(shù)革新相結(jié)合做出了應(yīng)有的貢獻(xiàn)！

2.3 新型無人機(jī)特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)

無人機(jī)系統(tǒng)的“無人”特性，造就了無人機(jī)使用上的特殊優(yōu)越性。突出表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：①無人機(jī)可以毫無顧忌地執(zhí)行各種危險(xiǎn)任務(wù)。②無人機(jī)具有隱蔽性強(qiáng)；反應(yīng)快、操作靈活、長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)飛行的特點(diǎn)，從而可大大拓展無人機(jī)的任務(wù)空間。③無人機(jī)系統(tǒng)的研制、生產(chǎn)和使用成本大大低于有人駕駛飛機(jī)。④無人機(jī)由電腦操作或者控制器操作，反應(yīng)快，可以實(shí)時(shí)應(yīng)變，信息融合快，可以很快分析現(xiàn)場(chǎng)情況。

因此，基于無人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)，針對(duì)國土資源執(zhí)法監(jiān)察新技術(shù)新特點(diǎn)。根據(jù)總體要求，具體任務(wù)來進(jìn)行無人機(jī)空中攝影測(cè)量平臺(tái)的研制，使它具有快速、經(jīng)濟(jì)、方便、分辨率高等特點(diǎn)。利用無人機(jī)技術(shù)，與國土資源執(zhí)法監(jiān)察部門聯(lián)合，在實(shí)際工作中解決其中的關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)簡(jiǎn)便集成，使實(shí)用型無人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)成為國土資源快速監(jiān)測(cè)違法占地行為的一種新的途徑。同時(shí)，無人機(jī)能夠有效地解放人力，減少人際方面的各種干預(yù)，不但能夠有效地提升現(xiàn)代科技的人工智能科技的發(fā)展，也方便了國土資源中快速檢測(cè)測(cè)量土地的進(jìn)程，為現(xiàn)代化科技與執(zhí)法提供了可靠保障，減少了違法占地行為！

3 無人機(jī)在國土資源執(zhí)法監(jiān)察領(lǐng)域應(yīng)用的機(jī)制及方法

無人機(jī)航空攝影平臺(tái)的發(fā)展要求具備一個(gè)小型、高機(jī)動(dòng)無人飛行平臺(tái)，小型無人機(jī)飛行控制與導(dǎo)航系統(tǒng)的研制需要考慮一系列問題，例如，遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)集成，數(shù)碼相機(jī)選擇和定制，無人機(jī)遙感平臺(tái)集成氣動(dòng)設(shè)計(jì)，風(fēng)洞試驗(yàn)，振動(dòng)與沖擊小型無人飛行器專用飛行控制與導(dǎo)航系統(tǒng)。對(duì)于無線遙測(cè)遙控地面站的硬件設(shè)計(jì)，需要選擇好的工業(yè)電腦，抗沖擊抗干擾能力強(qiáng)，遙測(cè)和遠(yuǎn)程集成度高，地面站便攜方便，可以豎立在地面也可以納入車輛。[3]

數(shù)據(jù)分析處理軟件的開發(fā)也是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)航空攝影圖像飛行質(zhì)量的自動(dòng)檢測(cè)，對(duì)航空攝影圖像預(yù)處理和拼接進(jìn)行分析比較，利用POS數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)土地利用信息的快速變化，對(duì)航空攝影影像在飛行一小時(shí)線路中進(jìn)行質(zhì)量自動(dòng)檢測(cè)。其中航空攝影圖像處理應(yīng)具備三角剖分、粗校正、快速拼接等功能。通過獲得的符合國土資源管理圖像匹配技術(shù)要求的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)，獲取對(duì)象區(qū)域的變化信息，并自動(dòng)生成數(shù)據(jù)報(bào)告，以適應(yīng)土地監(jiān)察的應(yīng)用研究。

無人機(jī)系統(tǒng)擁有一個(gè)復(fù)雜的構(gòu)造系統(tǒng)，其中搭載具有實(shí)時(shí)任務(wù)的數(shù)碼相機(jī)以及目前微單相機(jī)的小型化和高分辨率，可以提高航空攝影地面測(cè)量與動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)能力，實(shí)現(xiàn)快速檢測(cè)，快速驗(yàn)證，為國土資源監(jiān)管部門提供高效、準(zhǔn)確的土地監(jiān)管影像及信息。隨著地面資源利用信息的變化，結(jié)合國土資源管理部門的需求，可以建立自己特定的無人機(jī)航空攝影技術(shù)的國土資源快速監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。[4]

在實(shí)際工作中，首先選擇監(jiān)測(cè)重點(diǎn)領(lǐng)域，結(jié)合土地執(zhí)法監(jiān)察，快速出動(dòng)到達(dá)監(jiān)測(cè)區(qū)附近，實(shí)現(xiàn)高分辨率航空攝影影像的實(shí)時(shí)采集。根據(jù)情況和計(jì)劃進(jìn)行比對(duì)、分析，通過直觀、清晰的圖像檢查，國土資源部門進(jìn)行定性分析，使圖像數(shù)據(jù)成為違法用地調(diào)查和查處的重要依據(jù)。

在2016年，我們對(duì)荊州市內(nèi)的國土資源執(zhí)法事件總結(jié)，共運(yùn)用無人機(jī)技術(shù)檢測(cè)到多起國土資源違法事件，并對(duì)此及時(shí)進(jìn)行了查處，有效的保護(hù)了國土資源的安全。無人機(jī)新技術(shù)在新時(shí)代的發(fā)展中起到了重要的作用。

4 結(jié)語

文章針對(duì)無人機(jī)航空攝影系統(tǒng)在國土資源執(zhí)法監(jiān)察的應(yīng)用，設(shè)計(jì)無人機(jī)航拍，圖像數(shù)據(jù)采集，根據(jù)快速解決方案，實(shí)現(xiàn)無人機(jī)航空攝影系統(tǒng)在土地監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用。實(shí)時(shí)、全面、準(zhǔn)確地進(jìn)行土地執(zhí)法監(jiān)察，使政府執(zhí)法部門快速掌握土地資源數(shù)量、質(zhì)量分布和趨勢(shì)數(shù)據(jù)。利用無人機(jī)在國土資源執(zhí)法監(jiān)察中起到的作用，實(shí)現(xiàn)國土資源執(zhí)法監(jiān)察的及時(shí)性，減少國家的損失。

【參考文獻(xiàn)】

【1】唐晏.基于無人機(jī)采集圖像的植被識(shí)別方法研究[D].成都：成都理工大學(xué)，2014.

【2】陸東海.基于低空遙感和地政數(shù)據(jù)的非正常建設(shè)用地類型判別研究[D].南京：南京大學(xué)，2014.

【3】李德仁，李明.無人機(jī)遙感系統(tǒng)的研究進(jìn)展與應(yīng)用前景[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)（信息科學(xué)版），2014（05）：505-513+540.

【4】楊曉紅.無人機(jī)遙感系統(tǒng)在國土資源執(zhí)法監(jiān)察中的應(yīng)用研究[J].安徽地質(zhì)，2013（03）：220-230.