無人機遙感系統(tǒng)的研究進展與應用前景

俱冬 呂勝 蔡萌

【摘 要】隨著我國航空技術的不斷進步，航空技術不斷取得突破性進展。無人機遙感系統(tǒng)是利用現(xiàn)有航空技術研制的無人飛行器。無人飛行器依靠有關動力裝置和各模塊，在一定條件下利用無線遙控實現(xiàn)自主飛行的目標，這是航空技術的新進展階段。這一階段的無人機的發(fā)展不但改變了傳統(tǒng)有人駕駛飛機的駕駛模式，而且給我國許多相關行業(yè)帶來了變革，對相關行業(yè)的發(fā)展起到了重要的推動作用。為此，筆者分析和探討了我國無人機遙感系統(tǒng)的最新研究及應用進展。

【關鍵詞】無人機；遙感系統(tǒng)；研究進展

1無人機遙感介紹

作為航空對地觀察、測量的新型遙感平臺，無人機與航空測量一體化技術被投入使用到測繪行業(yè)中。結(jié)合數(shù)碼相機的攝影功能為“無人機數(shù)字遙感”技術開辟了一個新的領域。“無人機數(shù)字遙感”具有使用便捷、成本低、機動性好等顯著優(yōu)點，是對發(fā)展衛(wèi)星遙感和有人機遙技術的有益補充。

無人機遙感技術是衛(wèi)星遙感技術的補充，有其他任何一種遙感技術不具有的優(yōu)勢。無人機遙感技術是傳感器技術、遙感測控技術、信息技術等技術的集成。該技術涵蓋了飛機平臺、地面實驗及綜合保障等領域。在我國對無人飛行器航空遙感技術的研究不僅是無人機技術本身，還包括無人機航空遙感飛控系統(tǒng)、遙感通信技術、單反數(shù)碼相機技術、傳感器輕小型化技術等，從而將其整合到無人機姿態(tài)穩(wěn)定平臺，以獲取高清大比例航空影像。

現(xiàn)階段的無人機遙感系統(tǒng)搭載的機載遙感設備為小型數(shù)碼相機，其拍攝的航片相比傳統(tǒng)的航片，它具有影像數(shù)量多和像幅小的缺陷。根據(jù)相機定標數(shù)據(jù)與遙感影像的特征、掃描的姿態(tài)數(shù)據(jù)、幾何模型，對遙感影像進行幾何和輻射校正處理，進而研發(fā)交互處理軟件并進行遙感影像處理。

2.無人機遙感監(jiān)測系統(tǒng)的分類及組成

2.1遙感監(jiān)測平臺分類

根據(jù)不同的遙感監(jiān)測平臺將無人機遙感監(jiān)測系統(tǒng)進行分類。目前，國內(nèi)外遙感監(jiān)測平臺有三種：無人直升機平臺、無人固定翼飛機平臺和無人飛艇平臺。其中，無人飛艇平臺和無人固定翼飛機可控性強、適用場合多，多用于小范圍內(nèi)土地調(diào)查。無人直升機平臺具有靈活性和輕便性的優(yōu)勢，而用于緊急情況。

2.2遙感監(jiān)測系統(tǒng)主要組成

無人機遙感監(jiān)測系統(tǒng)主要由三大部分組成：無人機平臺、數(shù)據(jù)地面處理系統(tǒng)、機載系統(tǒng)。無人機是飛行平臺，它作為遙感監(jiān)測的載體。它主要包含三個平臺：無人固定翼、無人飛艇、無人直升機。機載系統(tǒng)包括兩部分：機載控制系統(tǒng)和機載儀器。機載儀器包含兩大部分：影像設備和監(jiān)測儀器。機載控制系統(tǒng)有三種：數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、信號控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。機載儀器的運行受到信號控制系統(tǒng)的作用，機載儀器的測量數(shù)據(jù)的采集和傳輸分別由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)來完成。數(shù)據(jù)地面處理系統(tǒng)包括兩部分：數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和圖像及監(jiān)控數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)。它接收并處理來自地面機載儀器的數(shù)據(jù)。就監(jiān)測儀器而言在環(huán)境領域的應用比較廣泛，可以對以下污染物進行監(jiān)測，如顆粒物、二氧化硫、臭氧、溫度、氮氧化物、濕度等氣象指標。

3.無人機遙感系統(tǒng)的應用分析

3.1無人機遙感系統(tǒng)在氣象監(jiān)測中的應用

經(jīng)過不斷的發(fā)展具有巨大應用價值的無人機遙感系統(tǒng)在各行各業(yè)領域中擔當著不同的重要角色。比如用于氣象監(jiān)測，無人機通過裝載相應的遙感設備，能夠?qū)λ诔鞘械臍鉁亍L速、濕度等氣象情況進行測試，為城市管理者提供準確的氣象數(shù)據(jù)。無人機遙感系統(tǒng)在該領域的應用已在中國、法國和美國等國家相當成熟。特別是近年來Chacal、Theseus氣象遙感器相繼被開發(fā)出來，它們根據(jù)需要搭載了氣壓、溫度、風速、濕度等傳感器，這些傳感器在氣象監(jiān)測領域中被廣發(fā)揮了重要作用。

3.2無人機遙感系統(tǒng)在環(huán)境調(diào)查中的應用

無人機遙感系統(tǒng)廣泛應用于環(huán)境調(diào)查。主要用于對土地資源進行分類，監(jiān)測城市區(qū)域環(huán)境用地，以充分掌握城市土地資源信息。目前，我國一些政府部門已嘗試利用無人駕駛飛行器遙感系統(tǒng)進行環(huán)境調(diào)查。利用無人駕駛飛行器搭載的高清數(shù)字相機農(nóng)村和城市的土地資源進行環(huán)境調(diào)查。無人駕駛飛行器遙感系統(tǒng)獲得遙感地圖為土地使用權的計量提供依據(jù)，減少了傳統(tǒng)土地計量人力、物力的投入，大大提高了計量效率，滿足了政府部門對環(huán)境監(jiān)測的精確要求。

3.3無人機遙感系統(tǒng)在環(huán)境調(diào)查中的應用

目前，無人機遙感系統(tǒng)在城市管理中起著至關重要的作用。當無法有效獲取城市災害信息時，無人機遙感系統(tǒng)可為現(xiàn)場指揮者提供有關信息，有助于盡快確定救災方案，減少災害造成的損失。比如，當某城市出現(xiàn)火災事故，無人機遙感系統(tǒng)可進行監(jiān)控，為消防人員火災態(tài)勢提供信息，為火災的撲救提供參考。

結(jié)束語

作為一款新型的測繪方式，無人機遙感具備了相當多的優(yōu)勢，而且能夠廣泛地應用到實際當中。隨著相關技術的不斷進步，無人機遙感技術將會在測繪系統(tǒng)中占據(jù)極其重要的地位。同時，它必然會廣泛地運用到各種場合，并將成為現(xiàn)代國家對地觀測系統(tǒng)中關鍵。

參考文獻：

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作者簡介：

俱冬 1993年05月08 日 性別：男 民族：漢 籍貫：陜西省咸陽市淳化縣 職稱：助理工程師 學歷：本科，單位：61267部隊

（作者單位：北京市通州區(qū)）