無人機在航測遙感中的應用

趙秀邦　張文君

摘要：隨著測量技術的不斷提高，無人機在航測遙感測量中的應用越來越廣泛，以無人機為平臺的航測遙感技術將成為今后發展的一個重要方向。本文無人機航測遙感技術的原理、流程等進行了介紹，總結了無人機航測遙感技術存在的普遍性問題，并就無人機遙感測量技術的發展趨勢進行了展望。

關鍵詞：無人機航測遙感；趨勢

無人機是一種自身具有動力，可以通過無線電等多方式進行操作，可加裝測量、遙感等設備，并且可以多次重復使用的飛行器。通過將各種測量儀器加裝到該平臺上，可以完成各種復雜的測量任務。研究者和生產者不斷提高無人機遙感技術的高時效、高分辨率的性能，它大大擴大了遙感技術的應用范圍和用戶群，具有很廣闊的應用前景，這是傳統衛星所無法比擬的。

一、無人機航測原理及系統

研制無人機低空攝影測量系統主要是作為遙感平臺，它所采用的低空攝影測量系統是按照國際上通用標準進行設計的。在航空立體拍攝成像時，飛機自身攜帶相機，需沿預定的飛行路線或條帶，自行獲取垂直航空像片。像片重疊就意味著拍攝時，相隔一定距離從不同的位置和角度拍攝同一物象。由于實際應用中選用的多是航空像片的立體像對，所以成功的飛行航向重疊應為55%-65%之間，最少50%，一般情況下為60%，旁向重疊大致30%。然后通過內業的數字測圖軟件可以制作高精度的各種地形圖。

二、無人機航測技術應用的現狀

1.無人機使用受外界影響因素較大

無人機在使用過程中受到風速、風向等影響較大，特別是在山谷、丘陵等地形、氣候情況比較復雜的情況，其發揮作用收的很大影響。而且，隨著無人機設備越來越復雜化，對起降場地的要求也越來越高，特別是一些大型的、需要一定的滑跑、滑降場地的無人機設備對場地的要求更為嚴格。如何克服這些不利因素，是提高無人航測水平的一個重要制約因素。

2.傳感器姿態控制技術

傳統的傳感器由于在體積、重量等方面的有限，傳感器的應用可供選擇受到限制，因此需要充分利用無人機的有限載荷，研制開發適合無人機搭載的小、輕型傳感器；由于無人機的載荷非常小，不能攜帶超重的設備，這種情況下要完成高精度的航攝任務，就需要高精度的傳感器做保障，為了更好地使遙感傳感器的控制系統發揮其性能，為飛行控制系統實時提供的飛行高度、飛行速度等數據自動計算；完成預先設定的航攝點、攝影比例尺、重迭度等參數，同時自動控制遙感傳感器的工作，使得到的遙感數據滿足遙感的技術要求，在精度、比例尺、重迭度等方面取得進展。還需進一步研究。

3.遙感數據傳輸與存儲技術

面陣CCD數字相機是搭載在無人駕駛飛行器上的遙感傳感器，目前國內市場上的小型專業級數字相機，根本不能達到量測相機的要求，所以，要想獲得滿足大比例尺測圖的精度的遙感影像，還需要做相關的校檢工作，根據相機的幾何成像模型，掌握相機的內外參數，有時需要采用特殊的檢測手段來測定每個像元的畸變量。由于大面陣CCD數字相機獲取的影像數據量非常大，數據傳輸和存儲系統必須專門開發，還需要通過衛星通訊來實現飛行器的測控數據和遙感數據實時傳輸。

三、無人機航測技術的發展方向

1.災害監測與突發性事件

突發事件及災害的發生，會引發環境發生改變，于是降低救援人員快速感到現場，從而制定解決方案。如果利用無人機航測遙感技術，通過無人機遙感就可以及時迅速地獲取突發事件及災害的信息，從而為制定方案提供充足的依據，最大限度地減少因天氣影響而造成的人員傷亡。如2008年，5.12”汶川地震后，由于地震對地球磁場的巨大影響干擾，造成無線電和微波通訊一度中斷，紊亂的電磁波會影響飛機儀表數據的準確性，使救援行動無法有效開展。同時加上地形復雜，天氣不好，靠有人駕駛的飛機去獲取地面情況十分危險。這時要想獲取航天遙感數據就是一種奢望。而無人機則不受天氣和人員傷亡的影響，把負面影響降到最低，所以無人機就發揮了獨特的作用。在類似的突發事件中，如森林火災撲火指揮、冰雪災害、洪澇、核電站險情救援等，無人機遙感技術會發揮越來越大的作用。

2.資源監測的高時效性

由傳統的獲取資源的數量、位置方面向資源的動態變化監測方向發展是資源監測的發展趨勢，而無人機能第一時間獲取資源變化數據，具有高時效性，所以必將在林業資源（如林地面積變化、木材資源變化、野生動物監測等）、生態環境、森林防火等方面發揮它的優勢，這是其他遙感平臺所不能比擬的。

3.操作更加靈活

城鎮化進程的逐步加快必然促進現代新型農村的建設。作為無人機來講，可以在房屋較多、空情復雜、地形復雜的地區應用，可以節省大量的人力、物力、財力，在制定建設規劃、路網建設、地籍測量等多個領域得到更為廣泛的應用。

四、結語

隨著科學技術的進一步發展以及現代測量技術的快速提高，航空測量技術應用的范圍越來越廣，受到的重視程度也越來越高。由于該技術具有限制性因素少、便于操作、靈活性強等有點，成為測量技術的重要補充。因此，要高度重視此項技術的發展，積極開展研發工作，更多更好的促進測量技術的發展。

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