災(zāi)害監(jiān)測(cè)無(wú)人機(jī)技術(shù)應(yīng)用與研究

張飛

摘要：隨著時(shí)間的發(fā)展和無(wú)人機(jī)技術(shù)的成熟，無(wú)人機(jī)以成本低、具備機(jī)動(dòng)性、維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)迅速發(fā)展，其中應(yīng)用最為廣泛的就是無(wú)人機(jī)的低空遙感技術(shù)，為災(zāi)害地區(qū)提供了準(zhǔn)確的、高效的技術(shù)支持，與專業(yè)人員的測(cè)繪相結(jié)合，大大的提高了對(duì)災(zāi)害的監(jiān)測(cè)效率。

關(guān)鍵詞：災(zāi)害監(jiān)測(cè)；無(wú)人機(jī)；技術(shù)應(yīng)用；研究

近年來(lái)由于全球變暖以及環(huán)境污染等變化，自然災(zāi)害的出現(xiàn)也愈加頻繁。想必四川的8.0級(jí)大地震我們都不陌生，四川地形復(fù)雜，山區(qū)環(huán)境惡劣，還曾經(jīng)多次發(fā)生山體滑坡、泥石流等其他地質(zhì)災(zāi)害，對(duì)政府和人民造成了深深的影響。國(guó)外利用無(wú)人機(jī)來(lái)探測(cè)自然災(zāi)害起步較早，歷經(jīng)了較長(zhǎng)時(shí)間的研究實(shí)踐，目前無(wú)人機(jī)在探測(cè)方面發(fā)揮了良好的作用。在四川5·12大地震時(shí)，無(wú)人機(jī)的低空遙感技術(shù)得到了很好的應(yīng)用，政府人員利用無(wú)人機(jī)對(duì)四川的山區(qū)地形進(jìn)一步的進(jìn)行探索和監(jiān)測(cè)，更好的預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。迄今為止，無(wú)人機(jī)監(jiān)測(cè)的范圍很廣，包括森林的火災(zāi)、火山、地震、臺(tái)風(fēng)等，無(wú)人機(jī)發(fā)揮了重要的作用，減少了災(zāi)害間接導(dǎo)致的人員傷亡，達(dá)到了預(yù)想的效果。隨著時(shí)間的發(fā)展和無(wú)人機(jī)技術(shù)的成熟，無(wú)人機(jī)以成本低、具備機(jī)動(dòng)性、維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)迅速發(fā)展，其中應(yīng)用最為廣泛的就是無(wú)人機(jī)的低空遙感技術(shù)，為災(zāi)害地區(qū)提供了準(zhǔn)確的、高效的技術(shù)支持，與專業(yè)人員的測(cè)繪相結(jié)合，大大的提高了對(duì)災(zāi)害的監(jiān)測(cè)效率。

一、關(guān)于無(wú)人機(jī)的介紹

無(wú)人機(jī)是由地面監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、飛行平臺(tái)、后期的軟件處理系統(tǒng)組成，根據(jù)各個(gè)系統(tǒng)的有效配合，無(wú)人機(jī)發(fā)揮了重要的系統(tǒng)，提高了對(duì)災(zāi)害的監(jiān)測(cè)效率。

1.地面監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

政府在地面上建立移動(dòng)和固定的數(shù)據(jù)接收庫(kù)（地面上的數(shù)據(jù)接收庫(kù)對(duì)無(wú)人機(jī)也具有遙控功能）用以處理數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)于數(shù)據(jù)的分析、存儲(chǔ)、管理和分管等作用，根據(jù)已有的數(shù)據(jù)建立合適的圖像數(shù)據(jù)庫(kù)，并且建立圖像生成系統(tǒng)和快速查詢系統(tǒng)，建立起數(shù)據(jù)影像和遙感三位一體的共享設(shè)置以及權(quán)限訪問(wèn)；下載速度、安全；數(shù)據(jù)的打包和加密等標(biāo)準(zhǔn)化的預(yù)處理，對(duì)于遙感技術(shù)的處理和利用提供了便利。除此之外，還建立了圖像數(shù)據(jù)的輻射糾正，包括大氣、輻射的校正、噪聲的消除以及頻率的糾正，利用傳感器和無(wú)人機(jī)將圖像數(shù)據(jù)和地理坐標(biāo)有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，使圖像信號(hào)增強(qiáng)，包括三維圖像、領(lǐng)域增強(qiáng)和反差調(diào)整等。

2.飛行平臺(tái)

無(wú)人機(jī)的飛行平臺(tái)包括數(shù)據(jù)的傳輸系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)和飛行中的控制系統(tǒng)四部分，其中無(wú)人機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)又包括機(jī)身、機(jī)翼、尾翼、發(fā)動(dòng)機(jī)、降落傘起落架等；無(wú)人機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)是幫助無(wú)人機(jī)與地面數(shù)據(jù)庫(kù)建立良好的聯(lián)系與通訊功能，發(fā)揮著接受和發(fā)射信號(hào)的作用，當(dāng)前由于MDS的數(shù)字電臺(tái)具有數(shù)據(jù)接收存儲(chǔ)量大、覆蓋的頻率較廣、遠(yuǎn)距離傳輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)，逐漸在傳輸系統(tǒng)中占據(jù)了很大一部分比重，此外，該數(shù)字電臺(tái)還具有低耗能、啟動(dòng)迅速、工作范圍較廣等高性能。無(wú)人機(jī)的傳感系統(tǒng)根據(jù)地區(qū)的不同所使用的系統(tǒng)也不相同，因?yàn)椴煌貐^(qū)的形勢(shì)災(zāi)害都不相同，在四川災(zāi)害中使用的傳感系統(tǒng)是CCD光學(xué)單反數(shù)碼相機(jī)，主要用于拍攝影像，雖然拍攝的圖像受光波的限制，發(fā)生一定的畸變，但是經(jīng)過(guò)處理之后圖像基本上能夠復(fù)原，這是對(duì)于四川的地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)時(shí)使用的傳感系統(tǒng)，另外，對(duì)于土地、農(nóng)業(yè)等方面的監(jiān)測(cè)任務(wù)，則需要應(yīng)用多光譜數(shù)碼相機(jī)，為航拍提供最便利的需要。在無(wú)人機(jī)的這幾部分中，最為重要的核心部分就是無(wú)人機(jī)的飛行控制部分，與此同時(shí)更是無(wú)人機(jī)中的控制單元，其實(shí)飛行控制系統(tǒng)就是通過(guò)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行定位來(lái)達(dá)到控制飛機(jī)分行的目的，并且對(duì)飛機(jī)采集的圖像采取進(jìn)一步的技術(shù)分析，達(dá)到無(wú)人機(jī)的目的。在此系統(tǒng)中，最主要的就是CPU處理器，對(duì)采集得到的信息進(jìn)行處理、分析、導(dǎo)出，因此實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)部分的執(zhí)行能力。主要包括幾個(gè)方面：對(duì)無(wú)人機(jī)的飛行軌跡、飛行目的地、飛行高度、飛行姿勢(shì)、飛行角度進(jìn)行規(guī)定，還要觀察無(wú)人機(jī)的飛行狀態(tài)和飛行參數(shù)，設(shè)置自我保護(hù)系統(tǒng)，避免意外的發(fā)生。

二、無(wú)人機(jī)的災(zāi)害監(jiān)測(cè)研究應(yīng)用

隨著無(wú)人機(jī)的發(fā)展和應(yīng)用，越來(lái)越多的領(lǐng)域出現(xiàn)了無(wú)人機(jī)的使用，在海拔較高的山區(qū)監(jiān)測(cè)、在發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的四川飛行以及在著火的森林和發(fā)生洪水的災(zāi)區(qū)，都有無(wú)人機(jī)的存在，無(wú)人機(jī)的出現(xiàn)，不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)災(zāi)害的監(jiān)測(cè)，還能夠?yàn)闉?zāi)害救助提供依據(jù)和幫助，災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)作為其中最重要的一部分，彌補(bǔ)了其他技術(shù)帶來(lái)的不足，使得我國(guó)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)更加健全完善。在我國(guó)，無(wú)人機(jī)技術(shù)在災(zāi)害監(jiān)測(cè)方面具有廣大的應(yīng)用前景，在災(zāi)害預(yù)警時(shí)，能夠利用無(wú)人機(jī)的航拍技術(shù)為專家提供更好的圖像數(shù)據(jù)，便于專家的進(jìn)一步分析；若出現(xiàn)火災(zāi)，可以利用無(wú)人機(jī)的監(jiān)測(cè)作用進(jìn)行像采集，根據(jù)采集得到的圖片作為參照，在災(zāi)后，利用無(wú)人機(jī)技術(shù)進(jìn)行災(zāi)后修復(fù)和重建，可以根據(jù)無(wú)人機(jī)來(lái)選址、調(diào)查、規(guī)劃和監(jiān)測(cè)，為政府節(jié)省人力物力。此外，還可以應(yīng)用無(wú)人機(jī)對(duì)受災(zāi)地區(qū)的通訊功能和物資運(yùn)送等方面。當(dāng)前我們國(guó)家對(duì)于無(wú)人機(jī)的發(fā)展也比較重視，而無(wú)人機(jī)的研發(fā)單位也同意繼續(xù)研究無(wú)人機(jī)，爭(zhēng)取為國(guó)家提供更加優(yōu)質(zhì)的資源，進(jìn)一步提高中國(guó)的綜合減災(zāi)能力。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，迄今為止，無(wú)人機(jī)監(jiān)測(cè)的范圍很廣，包括森林的火災(zāi)、火山、地震、臺(tái)風(fēng)等，無(wú)人機(jī)發(fā)揮了重要的作用，減少了災(zāi)害間接導(dǎo)致的人員傷亡，達(dá)到了預(yù)想的效果。相信無(wú)人機(jī)還會(huì)繼續(xù)發(fā)展，為中國(guó)的災(zāi)害監(jiān)測(cè)貢獻(xiàn)力量。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬輪基，馬瑞升，林宗桂，吳朝暉，孫涵；微型無(wú)人機(jī)遙感應(yīng)用初探[J]；廣西氣象；2015年S1期

[2]胡堃；基于無(wú)人機(jī)遙感平臺(tái)的震后災(zāi)情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[J]；科協(xié)論壇（下半月）；2009年01期

[3]于洋；無(wú)人飛機(jī)：森林防火中的有效“抓手”[J]；中國(guó)林業(yè)產(chǎn)業(yè)；2017年05期

[4]金偉；葛宏立；杜華強(qiáng)；徐小軍；；無(wú)人機(jī)遙感發(fā)展與應(yīng)用概況[J]；遙感信息；2009年01期

[5]李云；來(lái)紅州；；為救災(zāi)工作裝上“千里眼”——廣西桂林無(wú)人駕駛飛機(jī)救災(zāi)演練紀(jì)實(shí)[J]；中國(guó)減災(zāi)；2015年04期