無人機低空遙感技術在自然資源監測管理中的應用

李 淦 吳建周

（北京帝測科技股份有限公司，北京 100020）

0.引言

在自然資源監測管理中融入無人機低空遙感技術時，需要把握主要的技術要點，還需要按照當地的自然特點貫徹落實因地制宜的原則，健全對應的技術實施方案，做好整個監測過程的全面監督，充分利用無人機遙感技術獲取更加準確的自然資源數據，保證各項監測管理活動的順利實施，為后續災害監測和應急救援提供真實的信息依據。

1.無人機低空遙感技術概述

無人機低空遙感技術是隨著我國科技水平的不斷提高而延伸出新型的技術方案，在技術模式實施的過程中，主要是通過無線電遙控設備或者是計算機遠程操控系統控制無人機飛行器，滿足當前的監測任務。整個設備結構非常簡單，成本較低，比較適合用于各種場景的勘測任務，如危險區域的災害調查、空中救援指揮等。結合系統的組成以及類型特點，大概分為固定型無人機和無人駕駛直升機。固定型無人機主要是通過機翼的滑行和動力系統來完成起飛和降落，通過遙控和程控飛行全面提高無人機本身的抗風能力，并且在無人機中也可以設置對應的遙感傳感器，快速地獲取對應的信息，避免對后續的管理造成較為嚴重的影響。在固定型無人機起飛之前，需要選擇較為空曠的場地，在林業資源監測和場地監測方面的作用較為突出，有效地保證了整體的監測效果。

在無人駕駛直升機應用的過程中，可以通過遠程操控系統在不同場景中獲取更加準確的監測信息，也可以在較為復雜地質環境中更加高效率地完成當前的監測任務，彰顯無人機低空遙感技術本身的利用優勢。在設備中融入了先進的GPS 拆分定位技術以及通信技術，屬于組合式的技術模式，能夠使整個監測工作具備較強的自動化以及智能化，同時也可以用于各種自然環境和災區空間遙感信息的傳遞以及處理[1]。這一技術方案具備成本低的優勢，已經成為各個國家在監測工作中的重要技術模式，也是未來遙感航空技術重點研究項目，如圖1 所示。

圖1 無人機低空遙感技術

2.無人機低空遙感技術在自然資源監測管理中的應用難點

2.1 數據的制約

由于無人機低空遙感技術在自然資源監測管理中的應用時間較短，在各項工作落實方面存在的矛盾和難點問題較多，所以在實際工作中需要根據無人機低空遙感技術本身的特點認真地分析其中所產生的難點，之后再按照實際情況提出更加科學的應對策略，以此來保證無人機低空遙感技術的正常使用。從以往使用情況來看，在無人機低空遙感技術監測的過程中采集相關數據后，高空會受到氣流因素的影響，導致無人機穩定性逐漸地下降，并且也會對數據采集造成較為嚴重的影響，很容易采集到一定的誤差數據，對工程管理造成的影響較為突出。另外，在利用無人機進行圖像拍攝的過程中，無人機處于懸停狀態，也會由于氣流的影響使圖像拍攝出現重疊或者模糊的情況。數碼相機是無人機所搭載的主要攝像設備，廣角拍攝能力很難符合預期的要求，需要通過無人機自身的旋轉來完成當前的拍攝任務，但是由于在實際數據獲取方面會受到內外因素的影響，導致最終結果的準確性很難得到充分的保障。需要工作人員再次進行勘測，不僅會浪費大量的時間，還無法保證最終結果的科學性。

2.2 系統的不自主性

大多數無人機在飛行的過程中配合著綜合傳感器和工作人員的遠程操控來完成當前的監測任務，但是在實際監測的過程中，也會由于無人機內部的影響出現飛出目標范圍的問題，或者是無人機內部遙感系統出現了故障，無人機無法自主性地解決。如果在短時間內沒有采取科學的應對措施以及優化方案會對設備的運行造成較為嚴重的影響，例如會出現墜機事故，導致各項測位工作無法順利地實施。

2.3 信息安全問題

在無人機低空遙感技術使用的過程中，數據的傳輸為重要組成部分，但是在數據傳輸時所產生的不安全因素較多，導致在監測的過程中一部分信息很容易出現丟失和泄露的問題。再加上黑客的存在，導致在信息傳輸的過程中容易出現信息盜取的問題，對實際監測的影響較為突出。

3.無人機低空遙感技術在自然資源監測管理中的具體應用

3.1 森林資源監測管理

3.1.1 森林資源調查

無人機低空遙感技術在自然資源監測管理中的應用作用較為突出，尤其是在森林資源監測管理中，能夠充分發揮無人機低空遙感技術本身的優勢來完成森林資源的調查，相對于傳統人力調查方案最終數據能夠具備較強的準確性。無人機低空遙感技術能夠減少外出調查的風險，合理地配置對應的資源，并且也可以了解各種植被的分布情況，進一步保證最終的調查結果。借助無人機低空遙感技術能夠快速地獲取更加真實的森林資源信息，同時還可以準確地掌握森林資源的動態變化情況，全面地保證整體的工作效率，進一步為森林資源的使用以及保護提供重要的參考依據[2]。因此，在實際工作中需要充分地發揮無人機低空遙感技術本身的優勢，滿足自然資源監測管理的要求，獲取更加真實的數據，保證整體的監測效果。

3.1.2 病蟲害的觀測

在樹木生長的過程中難免會受到病蟲害的侵襲，影響樹木的健康生長。一些樹木在發生病蟲害之后，葉子會失去本身的色澤，嚴重時會導致樹木生產效率逐漸降低，造成較嚴重的資源浪費。因此，在實際工作中需要利用無人機低空遙感技術來進行病蟲害的有效觀測。值得注意的是，在實際觀測的過程中需要進行病蟲害特點的深入性分析，按照不同的病害時間段，采取更加科學的處理措施，以此來解決在自然資源監測管理中存在的問題，防止出現大面積樹木的損失。在無人機低空遙感技術使用的過程中，能夠適當地轉變以往人力巡查中不及時和不全面的問題，并且打破時間和空間的限制，在各個時間段內能夠充分地發揮無人機低空遙感技術本身的優勢來做好日常的巡查。按照不同的森林區域完成病蟲害的監測，掌握樹木病蟲害的發生時間之后，再將信息上傳到計算機平臺中，方便人員提出有效的應對策略以及優化方案。還可以根據不同時間段的病害類型，科學地控制好病害的擴散以及傳播，最大程度地保護樹木。

3.1.3 生物信息的提取

生物信息的提取在森林資源監測管理中為重要的組成部分，這主要是由于不同樹木的生長特點存在一定的差異，所以在實際工作中需要了解樹木的生物信息，為后續森林資源的撫育管理提供重要的基礎，避免對森林資源管理造成較嚴重的影響。為了快速地獲取對應的信息，在實際工作中需要利用無人機遙感技術來獲取對應的數據信息，減少對森林管理所產生的各項干擾。在實際監測管理工作中對象是單木的樹冠，通過現場森林面積建立對應的監測模型之后，再根據無人機低空遙感技術所獲取到的圖像進行大范圍生物信息的有效評估，并且還需要確定整體的分辨率，使最終結果準確性能夠得到充分的保證。借助無人機低空遙感技術所獲取到的圖像能夠按照樹冠的直徑推斷出樹木的生長，這樣一來可以為后續森林資源管理提供重要的基礎，同時也可以利用無人機低空遙感技術以光波段為主要的對象獲取植被的指數信息。實現大范圍森林生物量的有效估算，全面凸顯無人機低空遙感技術本身的使用價值。

3.1.4 森林防火監測

在以往森林管理中進行防火監測的過程中主要包含了地面巡邏以及塔臺觀測等不同的方法，但是在各項技術實施的過程中，不僅耗時和耗力，還存在著觀察范圍有限的問題，很難快速地發現在森林資源中所存在的安全隱患。因此，在實際工作中需要充分地發揮無人機低空遙感技術本身的優勢來進行森林防火監測，能夠高效率地完成火場的偵查以及情報的搜集，快速地部署整體的管理方案。同時也可以結合監測的結果制作出對應的圖像內容，為實際森林管理提供重要的保障[3]。在實際無人機低空遙感技術實施的過程中，要在發生火災之后將現場信息快速地傳遞到指揮部門，為后續救災管理活動提供重要的信息。在救援行動中，無人機技術可以配合著紅外吊艙深夜監測復燃點，使各項救援活動能夠具備加強安全技術，同時也可以了解整個救援進度，提高整體的防護效果。

3.2 水文資源監測管理

3.2.1 自然洪澇防汛監測

在自然洪澇防汛監測的過程中，由于大多數洪澇災害發展較為迅速，衛星監測周期較長，無法滿足實時監測的要求，再加上傳統人力手段很難到達地勢險峻的區域，對實際監測管理影響較為突出。因此，在實際工作中需要充分地發揮無人機低空遙感技術，克服在以往工作中所產生的各項不足，并且打破交通和地區條件的限制，快速地到達受災的區域，了解地形地貌特點以及受災的程度，為后續受災管理提供重要的資料依據。在實際工作中可以結合無人機遙感技術本身的傳輸功能，快速完成各項救援方案的部署，同時也可以了解現場的信息，促進抗洪搶險工作能夠具備較強的及時性以及準確性，減少對災害地區所產生的影響。

3.2.2 水域動態監測

水資源的利用貫穿于人類生產和生活的全過程，隨著人口的增加，工農業對水資源的使用量逐漸提高，與此同時，水資源的污染程度大幅度地升高，對我國環境造成了一定的影響。我國河流分布較為復雜，原有的動態監測非常地困難，并且現有的水文監測站在功能方面存在一定的局限。因此，在實施工作中需要充分地發揮無人機對物聯網技術本身優勢來開展水域動態化監測，健全水域水系資源動態監測模式，更加快速和準確地了解水域的變化情況，實現資源的科學配置。例如，利用無人機低空遙感技術預測水資源的發展趨勢，為航道管理和水資源管理提供重要的信息依據。

3.2.3 水利工程監測管理

水利工程為重要的基礎設施，有效地調節和改善當地水資源分布不均等問題，為了保證水利工程的正常運轉，在實際工作中，需要充分地發揮無人機低空遙感技術本身的優勢來進行水利工程的監測管理。在技術使用的過程中可以獲取高分辨率的圖像，了解作業區域的地形地貌以及生態環境等，從而使水利工程能夠具備安全和高質量的特點，滿足水利工程的建設要求。在水利工程運維管理的過程中，也可以利用無人機低空遙感技術獲取更加真實的信息數據，動態化地了解現場的運行情況，方便工作人員提出有效的應對策略以及優化方案，全面保證自然資源監測管理的效果。

3.2.4 灘涂資源動態監測

灘涂主要是指海陸交接活動最為頻繁的區域，為了使資源開發率得到全面的提高，要利用無人機低空遙感技術滿足當前的監測管理任務，有效地減少資源浪費問題的發生。在監測工作中，要在灘涂開發施工前和施工后進行動態化的監測以及管理，定時定點地獲取灘涂地區的實時影像，還需要掌握海水侵蝕和海平面上升的變化情況，了解自然區域的特點。在后續工作中還要落實環境保護的工作原則，維持生態平衡，在重點區域中充分利用無人機低空遙感技術獲取更加清晰的圖像，之后再進行資源管理方案的有效優化，從而使整體資源管理效果能夠得到全面的提高。另外，按照無人機低空遙感技術所獲取到的圖像，掌握灘涂資源的變化范圍以及變化趨勢，為后續資源管理提供重要的基礎，提高整體的管理效果。

4.結論

無人機低空遙感技術在自然資源監測管理中的作用較為突出，有效地保證各項管理活動的順利進行。因此，在實際工作中需要按照不同自然資源監測管理的特點以及類型選擇正確的監測方案，落實動態化的工作原則，持續地優化現有的監測模式，獲取高清圖像，使自然資源監測管理科學性能夠得到充分的保障。