無人機遙感在應急測繪保障任務中的應用①

龍強

摘 要：該文介紹了無人機遙感的發展現狀，分析應急測繪保障任務對無人機遙感的要求和特點，對無人機遙感在應急測繪保障任務中的應用進行探討，并展望未來應用前景。

關鍵詞：無人機 無人機遙感 應急測繪保障任務

中圖分類號：U469 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）06（c）-0015-02

無人機遙感系統是一種以無人機為平臺，以各種成像與非成像傳感器為主要載荷，飛行高度一般在幾千米以內（軍用可達10 km之上），能夠獲取遙感影像、視頻等數據的無人航空遙感與攝影測量系統[1]。一直以來，無人機遙感的關鍵技術都掌握在軍事領域，應用于情報偵查、作戰效果評估、目標的追蹤和識別等。近年來，國內外形勢日趨復雜，應急測繪保障任務多樣化，無人機遙感越來越多的應用到應急測繪保障中，并發揮著越來越重要的作用。

1 無人機遙感介紹

1.1 無人機遙感的發展現狀

無人機的研究開發從20世紀初開始，經過近一百年的發展，目前全球已有超過50個國家和地區裝備了無人機。其中，比較有名的有“全球鷹、捕食者”系列（美國），“ASN”系列大型無人機（中國），“云雀”系列小型無人機（以色列）[1]。無人機遙感系統是以無人機為平臺，通過各種傳感器獲取實時高分辨率影像數據，它具有成本低、靈活機動、實時性強等優點，這使它逐步成為衛星遙感、地面遙感的有效補充。隨著傳感器及遙感設備逐步小型化、輕型化，無人機遙感系統能獲取多時相、多光譜、高分辨率的遙感數據，數據種類呈現多樣化。

1.2 無人機遙感的特點和優勢

（1）機動性、靈活性和安全性。

無人機具有靈活機動的特點，受空中管制和氣候的影響較小，能夠在惡劣環境下獲取影像。即使是設備出現故障，也不會出現人員傷亡，具有較高的安全性。

（2）能在低空獲取高分辨率遙感影像。

無人機可以在云下超低空飛行，彌補了衛星光學遙感和普通航空攝影經常受云層遮擋獲取不到影像的缺陷，可獲取比衛星遙感和普通航攝更高分辨率影像。同時，無人機能根據任務情況，靈活調整飛行軌跡，獲取目標區域多角度的高分辨率影像。

（3）成本相對較低，操作簡單。

無人機低空遙感系統使用成本低，耗費少，對操作員的培養周期相對較短，系統的保養和維修簡便，無需機場起降?？梢詫⒋罅康囊巴鉁y量工作轉入室內，既能減輕勞動強度，又能提高作業效率和地理成果精度。

2 應急測繪保障任務對無人機遙感的要求

2.1 應急測繪保障任務時效性要求高

應急測繪保障任務具有不可預測性，需要保障單位在接到命令后第一時間趕到現場，對保障單位的反應速度要求較高。例如：近年來我國發生的地震、泥石流等自然災害中，無人機均是最先運到災區。在應急保障中，對遙感影像的時效性提出了較高要求。遙感影像時效性越高，越有利于指揮員掌握任務區域的情況，針對災區特點制定切實有效的行動計劃。無人機遙感的時效性能保證任務的順利進行。

2.2 應急測繪保障任務要求機動性強

應急測繪保障任務需要根據任務要求，運送裝備快速地到達指定地點，對裝備的機動性要求較高。傳統遙感設備適合在室內作業，獲得遙感成果周期較長，不利于應急任務保障單位快速機動。無人機遙感系統體積較小，自動化程度高，能快速地獲得任務區域的位置信息，能滿足測繪單位在執行應急任務中快速機動的特點。

2.3 應急測繪保障任務精度要求高

應急測繪保障任務多發生在較小區域內，執行任務中，指揮員對區域內地物的地理位置精度要求較高。例如，在搶險救災中，地理位置越精確，指揮員能制定高效的行軍計劃和詳細的救援計劃，利于保障任務的順利開展。無人機遙感系統能低空飛行，大量獲取高精度的遙感影像，獲得任務區域的第一手資料，滿足任務的精度要求。

2.4 應急測繪保障任務要求對目標區域動態監測

應急測繪保障任務不僅對遙感影像的時效性要求高，還需要進行動態監測，動態掌握任務區域的變化。例如，在打擊效果評估中，無人機遙感系統通過動態監測，能評估打擊效果；在火災救援中，無人機遙感影像的動態監測能掌握火災情況。無人機遙感系統能滿足應急測繪保障任務對動態監測的要求。

3 無人機遙感在應急測繪保障任務中的應用

3.1 無人機遙感在地質災害救援中的應用

近年來，各種地質災害頻繁發生，無人機遙感在搶險救災中發揮著越來越重要的作用。地質災害發生后，需要災區最新的地理信息來評估災情和制定救援計劃，無人機遙感系統因為其機動、靈活的特點，可以快速獲取災區實時的地理環境信息。利用無人機開展救援工作，可以快速監測災情的同時保證救援人員的生命安全。例如：2008年四川汶川發生八級地震，同時出現大量山體崩塌、泥石流、滑坡以及堰塞湖等地質災害，道路大范圍嚴重破壞，救援生命線一度中斷。救援過程中，需要快速了解災區情況，我國政府及時派出無人機遙感系統進入災區，對災區進行災情調查、房屋及道路損壞情況評估、救災情況動態監測等工作，為地震救援工作起到了重要作用[4]。

3.2 無人機遙感在城市火災救援中的應用

無人機遙感可以應用到城市火災救援中?；馂陌l生后，需要第一時間了解現場情況，制定救火方案。消防員越靠近現場，危險性越高，利用無人機遙感系統可以在人不靠近現場的情況下，快速地傳回火災現場影像，為消防員制定救火方案提供依據，同時還能動態監測災情發展，指揮員實時得到最新資料，從而最大限度地減少人員傷亡，提高救援效率。

3.3 無人機遙感在核泄漏監測中的應用

隨著我國經濟的快速發展，核能作為一種清潔能源在經濟建設中發揮著越來越重要的重用。核電站的大量建設，伴隨而來的是核泄漏的風險，一旦發生核泄漏，將對電站周邊環境造成惡劣影響。核泄漏污染性大，危險性強，利用傳統手段很難進行監測。無人機遙感系統不需要技術人員進入核泄漏區域，能減少人員傷亡，并對災區進行全方位監測。國外已經有利用無人機遙感進行核泄漏監測的應用，可以給我們應對可能發生的核泄漏提供參考和借鑒。2011年日本由海嘯引發核泄漏事故，事故發生后，在周邊產生較大輻射，為了解受災情況，美國派出無人機對核電站周邊進行監測，測量出核電站的泄漏情況和輻射水平，為制定救災方案提供依據。

3.4 無人機遙感在重點海域監測中的應用

我國海域遼闊、海岸線長，動態監測海域情況難度大。傳統的遙感手段監測周期較長，不利用對重點海域進行實時動態監測。無人機遙感具有自動化程度高、監視范圍大、數據精度高等優點，可以全天候對重點敏感地區海域的船只、艦艇等方面進行實時動態監測，并通過分析遙感影像計算出海上可疑艦船軌跡，為測繪單位或海事部門制定計劃提供依據。

4 應用展望

隨著自然環境的變化和社會經濟的發展，各種突發事件越來越多，無人機遙感系統以其機動靈活的特征，越來越多的裝備到測繪單位，應用到應急測繪保障任務中。隨著技術的進步，無人機遙感系統將在搶險救災、戰場目標定位、重點海域監測等方面發揮越來越重要的作用。

參考文獻

[1] 李德仁，李明.無人機遙感系統的研究進展與應用前景[J].武漢大學學報：信息科學版，2014，39（5）：505-513，540.

[2] 金偉，葛宏立，杜華強，等.無人機遙感發展與應用概況[J].遙感信息，2009（1）：88-92.

[3] 雷添杰，李長春，何孝瑩.無人機航空遙感系統在災害應急救援中的應用[J].自然災害學報，2011，20（1）：178.

[4] 范承嘯，韓俊，熊志軍，等.無人機遙感技術現狀與應用[J].測繪科學，2009，34（5）：214-215.