無人機遙感技術

1、無人機遙感技術無人機遙感（Unmanned Aerial Vehicle Remote Sen si ng ）,既是利用先進的無人駕駛飛行器技術、遙感傳感器技術、遙測遙控技術、通訊技術、GPS差分定位技術和遙感應用技術，具有自動化、智能化、專用化快速獲取國土、資源、環(huán)境等空間遙感信息，完成遙感 數(shù)據(jù)處理、建模和應用分析的應用技術。無人機遙感系統(tǒng)由于具有機動、快速、經濟等優(yōu)勢， 已經成為世界各國爭相研究的熱點課題，現(xiàn)已逐步從研究開發(fā)發(fā)展到實際應用階段，成為未來的主要航空遙感技術之一。無人機是通過無線電遙控設備或機載計算機程控系統(tǒng)進行操控的不載人飛行器。無人機結構簡單、使用成本低，不但能完成有人駕

2、駛飛機執(zhí)行的任務，更適用于有人飛機不宜執(zhí)行的任務，如危險區(qū)域的地質災害調查、空中救援指揮和環(huán)境遙感監(jiān)測。1無人機為空中遙感平臺的微型遙感技術，其特點是：以無人機為空中平臺， 遙感傳感器獲取信息，用計算機對圖像信息進行處理，并按照一定精度要求制作成圖像。按照系統(tǒng)組成和飛行特點，無人機可分為固定翼型無人機、無人駕駛直升機兩大類種類。固定翼型無人機通過動力系統(tǒng)和機翼的滑行實現(xiàn)起降和飛行，遙控飛行和程控飛行均容易實現(xiàn)，抗風能力也比較強，類型較多，能同時搭載多種遙感傳感器。起飛方式有滑行、彈 射、車載、火箭助推和飛機投放等；降落方式有滑行、傘降和撞網等。固定翼型無人機的起 降需要比較空曠的場地，比較適合

3、礦山資源監(jiān)測、林業(yè)和草場監(jiān)測、海洋環(huán)境監(jiān)測、污染源及擴散態(tài)勢監(jiān)測、土地利用監(jiān)測以及水利、電力等領域的應用。無人駕駛直升機的技術優(yōu)勢是能夠定點起飛、降落，對起降場地的條件要求不高，其飛行也是通過無線電遙控或通過機載計算機實現(xiàn)程控。但無人駕駛直升機的結構相對來說比較復雜，操控難度也較大，所以種類有限，主要應用于突發(fā)事件的調查，如單體滑坡勘查、火 山環(huán)境的監(jiān)測等領域。遙感傳感器是根據(jù)不同類型的遙感任務，使用相應的機載遙感設備，如高分辨率CCD數(shù)碼相機、輕型光學相機、多光譜成像儀、紅外掃描儀，激光掃描儀、磁測儀、合成孔徑雷 達等。使用的遙感傳感器應具備數(shù)字化、體積小、重量輕、精度高、存儲量大、性能優(yōu)異

4、等特點。無人機遙感系統(tǒng)多使用小型數(shù)字相機（或掃描儀）作為機載遙感設備，與傳統(tǒng)的航片相比，存在像幅較小、影像數(shù)量多等問題，針對其遙感影像的特點以及相機定標參數(shù)、拍攝（或掃描）時的姿態(tài)數(shù)據(jù)和有關幾何模型對圖像進行幾何和輻射校正， 開發(fā)出相應的軟件進行交互式的處理。同時還有影像自動識別和快速拼接軟件，實現(xiàn)影像質量、飛行質量的快速檢查和數(shù)據(jù)的快速處理，以滿足整套系統(tǒng)實時、快速的技術要求。進一步的建摸、分析使用相應的遙感圖像處理 軟件3無人機國內測繪無人機航測無人機遙感無人機航拍無人機上圖測繪無人機機型由航模運動員田滄溟設計研發(fā)，歷時一年在原有設計和軍用靶機的基礎上，結合無人機航測的特點加以完善改進而來

5、。在全國多省份地區(qū)和無人機遙感，航測無人機，無人機測繪航拍，災害預防無人機，海洋監(jiān)測無人機3，森林防火無人機等方面得到引進和應用。其主要特點包括：機體重量輕，結構強度高，使用和采購成本低， 維護方便及硬件方面兼容性高。該測繪用無人機采用航空級木料制作，與其他材料相比減輕了飛機的自身重量。，提升載荷能力與續(xù)航時間。木質測繪用無人機的可維護性好，飛機的各部分構件均為獨立加工，使用高強度的碳纖維復合材料作為受力連接，如果機體某一部分受損， 可進行局部更換，便于維護。減少了企業(yè)對飛機整機采購的成本。無人機出現(xiàn)在1917年，早期的無人駕駛飛行器的研制和應用主要用作靶機，應用范圍 主要是在軍事上，后來逐漸

6、用于作戰(zhàn)、偵察及民用遙感飛行平臺。20世紀80年代以來，隨著計算機技術、通訊技術的迅速發(fā)展以及各種數(shù)字化、重量輕、體積小、探測精度高的新型傳感器的不斷面世， 無人機的性能不斷提高，應用范圍和應用領域迅速拓展。世界范圍內的各種用途、各種性能指標的無人機的類型已達數(shù)百種之多。續(xù)航時間從一小時延長到幾十個小時，任務載荷從幾公斤到幾百公斤，這為長時間、大范圍的遙感監(jiān)測提供了保障，也為搭載多種傳感器和執(zhí)行多種任務創(chuàng)造了有利條件。傳感器由早期的膠片相機向大面陣數(shù)字化發(fā)展，2011年國內制造的數(shù)字航空測量相機擁有8000多萬像素，能夠同時拍攝彩色、紅外、全色的高精度航片；中國測繪科學研究院 使用多臺哈蘇相機

7、組合照相，利用開發(fā)的軟件再進行拼接，有效地提高了遙感飛行效率；德 國祿來公司推出的2200萬像素專業(yè)相機，配備了自動保持水平和改正旋偏的相機云臺，開 發(fā)了相應的成圖軟件。另外激光三維掃描儀、紅外掃描儀等小型高精度遙感器為無人機遙感 的應用提供了發(fā)展的余地。1無人機遙感技術可快速對地質環(huán)境信息和過時的GIS數(shù)據(jù)庫進行更新、修正、和升級。為政府和相關部門的行政管理、土地、地質環(huán)境治理，提供及時的技術保證。隨著我國改革開放的逐步深入，經濟建設迅猛發(fā)展， 各地區(qū)的地貌發(fā)生巨大變遷?，F(xiàn)有的航空遙感技術手段已無法適應經濟發(fā)展的需要。新的遙感技術為日益發(fā)展的經濟建設和文化事業(yè)服務。以無人駕駛飛機為空中遙感平

8、臺的技術，正是適應這一需要而發(fā)展起來的一項新型應用性技術，能夠較好地滿足現(xiàn)階段我國對航空遙感業(yè)務的需求，對陳舊的地理資料進行更新。隨著我國經濟和文化建設的發(fā)展，不少古建筑、考古現(xiàn)場等發(fā)現(xiàn)、田野考古探索、城鄉(xiāng)的地貌發(fā)生巨大變化。一些版圖反映不出新的面貌。使用資料較為陳舊。 常規(guī)的成圖周期，已不能滿足需要。我們利用無人機遙感航拍技術 更新的地理資料對地區(qū)的經濟建設起到了積極的促進作用。地區(qū)新發(fā)現(xiàn)的古跡、新建的街道、大橋、機場、車站以及土地、資源利用情況的綜合信息。無人機遙感航拍技術是各種先進手段優(yōu)化組合的新型應用技術。無人機遙感航空技術以低速無人駕駛飛機為空中遙感平臺，用彩色、黑白、紅外、攝像 技

9、術拍攝空中影像數(shù)據(jù)；并用計算機對圖像信息加工處理。全系統(tǒng)在設計和最優(yōu)化組合方面2具有突出的特點，是集成了遙感、遙控、遙測技術與計算機技術的新型應用技術。 臺灣大學理學院空間信息研究中心利用無人機拍攝低空大比例尺圖像，配合F0RM0SAT2分類進行異常提取，解譯桃園縣非法廢棄堆積物（固體垃圾等），用于環(huán)境污染和執(zhí)法調查。 美國Nicolas Lewyckyj等人利用UAV-RS技術在北卡羅萊納洲進行自然災害調查，通過正射影像處理與分析準確評估場房和村莊的損失。顯示了無人機遙感技術具有的快速反映能力，為災害的治理提供了及時、準確的數(shù)據(jù)。 日本減災組織使用 RPH1和YANMAHA無人機攜帶高精度數(shù)

10、碼攝像機和雷達掃描儀對正在噴發(fā)的火山進行調查，無人機能抵達人們難以進入的地區(qū)快速獲取現(xiàn)場實況，對災情進行評估。不同埋藏深度的輻射源的輻射強度的反映能力進行量化研究。為核電站及其它核設施的管理提供基礎數(shù)據(jù)。1 我國首個成立的 Quickeye （快眼）應急空間信息服務中心，是我過無人機應急遙感應用的開創(chuàng)嘗試和遙感應用典范。其基于的無人機平臺即為例圖所示Quickeye （快眼）系列無人機，在不到兩年的時間內， 該機型已成功作業(yè)近10萬平方公里，廣泛應用于1:1000, 1 : 2000成圖，及測繪、應急領域。北國風光， 千里冰封， 萬里雪飄。 望長城內外，惟余莽莽；大河上 下，頓失滔滔。山舞銀蛇

11、，原馳蠟象，欲與天公試 比高。須晴日，看紅裝素裹，分外妖嬈。江山如此多嬌，引無數(shù)英雄競折腰。惜秦皇漢武，略輸文采；唐宗宋 祖，稍遜風騷。一代天驕，成吉思汗，只識彎弓射 大雕。俱往矣，數(shù)風流人物，還看今朝。I克出師表兩漢：諸葛亮先帝創(chuàng)業(yè)未半而中道崩殂， 今天下三分，益州疲弊，此誠危急存亡之秋也。然侍衛(wèi)之臣 不懈于內，忠志之士忘身于外者，蓋追先帝之殊遇，欲報之于陛下也。誠宜開張圣聽，以光 先帝遺德，恢弘志士之氣，不宜妄自菲薄，引喻失義，以塞忠諫之路也。宮中府中，俱為一體；陟罰臧否，不宜異同。若有作奸犯科及為忠善者，宜付有司論其 刑賞，以昭陛下平明之理；不宜偏私，使內外異法也。侍中、侍郎郭攸之、費祎

12、、董允等，此皆良實，志慮忠純，是以先帝簡拔以遺陛下：愚 以為宮中之事，事無大小，悉以咨之，然后施行，必能裨補闕漏，有所廣益。將軍向寵，性行淑均，曉暢軍事，試用于昔日，先帝稱之曰能”，是以眾議舉寵為督：愚以為營中之事，悉以咨之，必能使行陣和睦，優(yōu)劣得所。親賢臣，遠小人，此先漢所以興隆也； 親小人，遠賢臣，此后漢所以傾頹也。 先帝在時, 每與臣論此事，未嘗不嘆息痛恨于桓、 靈也。侍中、尚書、長史、參軍，此悉貞良死節(jié)之臣， 愿陛下親之、信之，則漢室之隆，可計日而待也 臣本布衣，躬耕于南陽，茍全性命于亂世，不求聞達于諸侯。先帝不以臣卑鄙，猥自枉 屈，三顧臣于草廬之中，咨臣以當世之事，由是感激，遂許先帝以驅馳。后值傾覆，受任于 敗軍之際，奉命于危難之間，爾來二十有一年矣。先帝知臣謹慎，故臨崩寄臣以大事也。受命以來，夙夜憂嘆，恐托付不效，以傷先帝之 明；故五月渡