淺談 無人機低空遙感技術在國土資源行業(yè)中的應用

寧波市國土資源局 周張琪

淺談 無人機低空遙感技術在國土資源行業(yè)中的應用

寧波市國土資源局 周張琪

一、概述

（一）無人機及特點。無人機是是利用無線電遙控設備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機。機上無駕駛艙，但安裝有自動駕駛儀、程序控制裝置等設備。地面、艦艇上或母機遙控站人員通過雷達等設備，對其進行跟蹤、定位、遙控、遙測和數(shù)字傳輸。無人機具有機動快速、使用成本低、維護操作簡單等技術特點，被作為一種理想的飛行平臺廣泛應用于軍事和民用各個領域。尤其是進入二十一世紀以后，許多國家將無人機系統(tǒng)的研究、開發(fā)、應用置于優(yōu)先發(fā)展的地位，體積小、重量輕、探測精度高的新型傳感器的不斷問世，也使無人機系統(tǒng)的用途迅速拓展，現(xiàn)廣泛應用于軍事、數(shù)字化農業(yè)、國土資源調查、生態(tài)環(huán)境與災害監(jiān)測、交通管理、數(shù)字化林業(yè)等眾多領域。

（二）低空遙感技術。隨著信息科學和相關產業(yè)的快速發(fā)展，各國對空間數(shù)據(jù)的需求急劇增長。雖然許多發(fā)達國家已經能夠生產滿足一定用戶需要的高分辨率數(shù)據(jù)，但是空間數(shù)據(jù)供給的增長遠遠不及對其需求的增長。特別在發(fā)展中和不發(fā)達國家，發(fā)展耗資巨大的航天遙感系統(tǒng)目前存在技術上和資金上的困難。數(shù)據(jù)獲取成為當前阻礙空間信息技術迅速推廣應用的主要瓶頸之一。作為空間信息技術體系的分支之一，無人機低空遙感技術是近年快速發(fā)展起來的一項地理信息數(shù)據(jù)快速獲取技術，該技術克服了傳統(tǒng)航空攝影方法的局限性，具備機動靈活、高效快速、精細準確、可以進行云下攝影等特點，在業(yè)界具有廣泛的應用前景。

二、無人機低空遙感監(jiān)測系統(tǒng)及特點

（一）系統(tǒng)組成。無人機低空遙感監(jiān)測系統(tǒng)由遙感設備及其控制系統(tǒng)、無人駕駛飛行平臺、飛行控制系統(tǒng)、無線電遙測遙控系統(tǒng)、遙感數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等幾部份組成。主要工作模式為將遙感設備及控制系統(tǒng)的CCD傳感器安裝在空三姿態(tài)自動校正的無人機飛行平臺上，利用無線電遙測技術和具備高精度的飛機控制系統(tǒng)，完成云下的影像獲取，再通過后續(xù)的遙感數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)制作不同需求的數(shù)據(jù)成果。

（二）系統(tǒng)特點。1、機動快速的響應能力。無人機系統(tǒng)運輸便利、升空準備時間短、操作簡單，可快速到達監(jiān)測區(qū)域，機載高精度遙感設備可以在短時間內快速獲取遙感監(jiān)測結果。2、性能優(yōu)異。無人機可按預定飛行航線自主飛行、拍攝，航線控制精度高，飛行姿態(tài)平穩(wěn)，可適應不同的遙感任務。3、操作簡單可靠。飛行操作自動化、智能化程度高，操作簡單，并有故障自動診斷及顯示功能，便于掌握和培訓；一旦遙控失靈或其他故障，飛機自動返航到起飛點上空，盤旋等待。若故障解除，則按地面人員控制繼續(xù)飛行，否則自動開傘回收。4、高分辨率遙感影像數(shù)據(jù)獲取能力。無人機搭載的高精度數(shù)碼成像設備，具備面積覆蓋、垂直或傾斜成像的技術能力，獲取圖像的空間分辨率達到分米級，適于1：1萬或更大比例尺遙感應用的需求。5、使用成本低。無人機系統(tǒng)的運營成本較低，飛行操作員的培訓時間短，系統(tǒng)的存放、維護簡便，還可免去了調機和停機的費用。

三、在國土資源行業(yè)中的運用

（一）應急防災體系建設。無人機低空遙感體系的建立，能切實提高突發(fā)事件的響應和處理能力，一方面能及時反映地址災害事故發(fā)生后的真實影響范圍和損失估量等翔實數(shù)據(jù)，為領導輔助決策提供重要參考依據(jù)；另一方面能通過對地質災害多發(fā)點進行定時無人機低空巡查，獲取實時的災害點監(jiān)測信息，有效預防地質災害的發(fā)生，減少災害損失。同時，通過低空遙感的災害評估數(shù)據(jù)及時的信息公開，既能大大提高為人民服務的能力，又能提升國土資源管理公眾形象。

（二）地籍數(shù)據(jù)庫變更。利用無人機低空遙感技術，可以進行地籍變更范圍快速提取，利用自動相關制圖軟件完成地形數(shù)據(jù)快速測圖，形成數(shù)字化的4D產品。同時采用高精度的側視成像航空攝影手段，在云下500米高空飛行可以完成1：500航拍圖的測量，并通過邊緣提取、自動構面等技術制作完成地籍入庫數(shù)據(jù)和地籍數(shù)據(jù)庫的年度變更。

（三）集體土地所有權發(fā)證。集體土地所有權發(fā)證牽涉范圍廣泛，特別是有些在偏遠、道路崎嶇的山林，需要花大量的時間去支導線，既降低了測量的精度，也加大了測量環(huán)境的復雜性。低空遙感技術利用豐富的影像信息和踩界效率，具有較高的精度與較快的效率，可以很好的實現(xiàn)集體土地所有權與使用權“一體化”發(fā)證設想，并同時完成無大比例尺區(qū)域的快速測圖與發(fā)證。

（四）動態(tài)巡查監(jiān)管。通過無人機遙感監(jiān)測成果，可及時發(fā)現(xiàn)和依法查處被監(jiān)測區(qū)域國土資源違法行為，建立利用科技手段實行國土資源動態(tài)巡查監(jiān)管、違法行為早發(fā)現(xiàn)、早制止、早查處的長效機制。特別在違法用地不易發(fā)現(xiàn)地區(qū)，利用無人機低空遙感真彩色正射影像數(shù)據(jù)，執(zhí)法人員可以更清楚直觀的查看違法事實，并通過數(shù)據(jù)抽取和深加工制作現(xiàn)場照片，成為立案依據(jù)。

（四）國土資源“一張圖”建設。無人機低空遙感成果可以廣泛應用于國土資源“一張圖”基礎數(shù)據(jù)中。最直觀的則是影像數(shù)據(jù)，也可以通過影像數(shù)據(jù)進行空三測量形成信息化的4D產品，經過半自動化的處理入庫，有力地補充了“一張圖”核心數(shù)據(jù)庫，保證了數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性與統(tǒng)一性，既提高技術人員及部門的話語權，也更便于提高領導決策的科學性和準確性，為各級部門領導及主要決策者定期提供最實時的土地管理相關信息。

總的來說，無人機低空遙感技術是一門新興信息技術，能廣泛提升國土資源管理工作的科技含量，進一步利用尖端、實用、便民的途徑擴大自己的服務范圍與服務能力，提升管理與創(chuàng)新水平。同時，無人機低空遙感及監(jiān)測系統(tǒng)正處于不斷發(fā)展完善中，新技術和新方法的充分運用仍需要一個長期的探索實踐過程。