小型無人機在城市園林中的應用前景

劉志芳

小型無人機在城市園林中的應用前景

劉志芳

本文介紹了小型無人機的組成及主要應用領域，展望了無人機在城市園林中的應用前景，提出加快研究推廣。

近幾年，無人機作為一個新興熱門行業而崛起，在全球范圍內備受追捧。國內音樂名人汪峰利用無人機空投鉆戒，成功求婚章子怡，說明無人機離百姓的生活也越來越近。現在無人機產品已被廣泛用于航拍、電影、農業、新聞、消防、救援、能源、遙感測繪、野生動物保護等領域，并不斷地融入新的行業應用。那么，小型無人機在城市園林綠化中應用前景如何呢？筆者查閱了相關資料，現整理如下供參考。

小型無人機簡介

由機身、電機、電子調速器、螺旋槳、電池、腳架、云臺、遙控系統、控制系統組成。

1.機身：主體部件，是整個飛行系統的飛行載體，一般使用高強度重量輕的材料。

2.電機：無人機空中飛行，全靠螺旋槳或者渦扇來牽引帶動，驅動它們旋轉的動力都是來自發動機或電動機，電機一般分為有刷電機和無刷電機。

3.電子調速器：簡稱電調，根據控制信號調節電動機的轉速。

4.螺旋槳：通過自身旋轉，將電機轉動功率轉化為動力的裝置。

5.電池：將化學能轉化成電能的裝置，為整個動力系統和其他電子設備提供電力來源。

6.腳架：停止飛行任務時，無人機的腳架起到支撐和固定作用，所用材料有復合材料、碳纖維材料等。

7.云臺：安裝、固定攝像機的支撐設備。它分為固定和電動云臺兩種。

8.遙控系統：由遙控器和接收機組成，是整個飛行系統的無線控制終端。遙控系統由操縱器、控制電路、無線數傳電臺和遙控接收機組成。

9.控制系統：集成了高精度的感應器元件，精準感應并計算出飛行器的飛行姿態等數據，再通過主控制單元實現精準定位懸停和自主平穩飛行。

小型無人機外形尺寸不等，一般長3m左右，寬2m左右，高0.6m左右。價格因性能、品牌而異，從3千至10萬左右。飛行燃料成本每畝不足1元。

主要應用領域

農業

據環球航空報道，農用無人機在植保領域的應用越來越多，一架載重14kg的無人機平均1min可以噴灑1.3畝左右的農田，以日飛行時間4min計算，噴灑面積可達312畝，相比人工日噴10畝可提高效率30倍左右。

日本是應用農用無人機最成熟的國家，無人機施藥面積達到總施藥面積的一半以上，達96.3萬hm2，在冊2000多架農用無人機。美國農用飛機4000多架，65%的化學農藥采用飛機作業完成噴灑。南非、澳大利亞等國家也已將無人機應用于農業植保作業。

我國2010年第一架商用的植保無人機由無錫漢和航空技術有限公司制造，以大田作物18億畝年均施藥5次計算，共需90億畝次施藥作業。以50%面積采用植保無人機施藥，每畝次10元服務費，年服務產值450億元，隨著綠色農業、精準農業技術革命的不斷發展，采用無人機進行植保作業已成為中國農業的發展趨勢，其應用前景極好。

測繪

無人機在測繪中具有非常重要的作用，可機載遙感設備，如高分辨率數碼相機、輕型光學相機、紅外掃描儀，激光掃描儀、磁測儀等獲取信息，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。政府或行業部門做出科學決策的基礎依據之一就是完整的信息資料。無人機測繪技術能準確地反映出測繪地域范圍內的綜合信息，提供最新、最完整的地形地物資料，因而廣泛應用于國家生態環境保護、航空攝影測繪、自然災害監測與評估、城市規劃與市政管理、國防事業等領域，有著廣闊的市場需求。前不久，一張南京六安市油菜花田里的龍袍圖在網絡上迅速擴散。這個“龍袍”圖案長約190m，寬約150m，所在的油菜田占地72000m2，如何完成如此精細的圖案，并呈現在網絡上？原來，無人機航測又一次走在了前端。

據江蘇省測繪地理信息局介紹，首先，專業人員共測繪出15000個坐標點，之后用計算機按比例放大到田里，再連點成線繪制圖形。僅定坐標耗時達1個月，共3000多名村民參加坐標點插木樁。確定坐標后，先在外圈用灌木“勾邊”，再在里面播種小麥和油菜，兩個多月后，等到小麥綠油油、油菜花盛開的時候，這件以油菜花做袍身、綠色苗木做章紋的“龍袍”初現。等油菜花收割后，還可方便播種其他作物。目前水稻、大豆、玉米、高粱等經濟作物，都已經進入“候選名單”。游客春天能看金龍袍，其他季節也許能看到紅衫或紫衫龍袍。

測繪技術不僅能應用于現代化的精準農業，還能助現代旅游農業一臂之力。今年3月22日，江蘇省測繪工程院的青年職工運用無人機進行航拍，制作并發布了該景觀三維模型，好評如潮。

其他

據不完全統計，僅深圳市大疆創新科技有限公司自開展研發以來，取得專利成果數百項。無人機產品技術的持續研發將不斷擴展無人機的使用外延，探索發掘新的應用領域，給它掛上不同的器材，就可做有害氣體檢測、通信信號中轉、地面交通情況勘查等多項工作。這里不再一一贅述。

在城市園林中的應用前景

無人機代表著未來的發展趨勢，由于其在提高精準度、提高安全性、提高效率，節約成本、抵達人員和其他機具難以到達的地方等方面有明顯優勢，同樣，其在城市園林中的應用前景也十分樂觀。

1.規劃設計：以往規劃設計時，如道路綠化設計，多參考道路斷面規劃圖、道路管網規劃圖等，對現狀地形地物采取實地查看，對地下管網基本無探測，缺少利用測繪技術來詳細準確定位相關設計邊界、高程及需避讓障礙物等，無人機機載遙感設備后可以全方位對規劃區域進行勘測，全面掌握現狀地形地物，更加清晰進行規劃設計，繪制的效果圖真實。當前，按照新建公園標準，公園面積必須在5萬m2以上，利用無人機測繪技術可開闊設計思路，多創造奇思妙想，既美化環境，又吸引百姓欣賞。

2.園林養護：無人機在農業上已有較好的經驗，尤其植保方面，園林養護上也有應用前景。利用無人機的優勢主要體現在：一能遠離傷害，不與農藥進行直接接觸，避免了農藥通過皮膚或呼吸道損害植保人員或其他人員的健康；二是提高效率，一臺飛行器噴灑，速度相當于20個人工噴灑；三是解決人工只能噴灑在葉面的弊病，利用螺旋槳產生的風力攜帶農藥噴灑至葉背，360°無死角噴灑；四是噴灑高度可達50m，藥物霧化程度高，噴灑均勻，利于控制藥量。

3.資源調查：城市的園林綠化工作應建立資源調查庫，資源調查工作是一項繁忙的工作，耗時耗力，許多城市不太重視，要做到每年更新資源庫數據更是難上加難。利用無人機可以極大提高室外調查效率，用計算機對采集圖像的處理等技術又可以極大提高圖像、數據的分析效率，從而快速準確建立資源庫。

4.航拍攝影：對公園綠地、生態廊道等區域利用遙感航拍技術進行空中攝影拍圖，可以記錄園林綠化建設全過程，讓人們更加立體的了解園林綠化建設工作內容，珍惜愛護園林建設成果，進一步宣傳當地園林綠化；還可以制作最新地形地物資料，為科學決策園林綠化事業發展提供準確信息。

5.科研：與國內先進無人機研發單位聯合開展試驗研究，加速無人機在園林綠化方面的研究及推廣應用。據報道2016年1月21日，深圳蓮花百川科技有限公司和四川省農科院成立無人機農業試驗聯合實驗室，開展防治小麥銹病和白粉病科研。

劉志芳

鄭州市綠化工程管理處

10.3969/j.issn.1001-8972.2016.09.043