無人機低空遙感影像的應用

大連市教育學院附屬高級中學 滕昊松

無人機遙感系統主要是基于無人機，從而利用遙感平臺來獲取核心的遙感影像數據的手段，其具有較高的分辨率。相比之下，無人機遙感系統所具有的優勢較強，同時，也能夠對衛星遙感以及航空遙感技術加以補充。無人機遙感系統本身的成本較低、結構簡單，同時獲取影像的速度較快，因此，得到了最為廣泛的應用。本文就無人機低空遙感影像應用進行了探討。

一、低空遙感系統及無人機發展現狀

目前，國內外對于低空數碼遙感的研究主要集中在數據精度獲取、系統平臺本身以及正射影像無縫拼接上。而低空遙感系統按照不同的平臺，又直接劃分成為無人駕駛低空遙感系統與輕小型的多功能對地觀測傳感器系統[1]。

就無人機而言，其起源于第一次世界大戰，在上一個世紀的蘇冷戰期間是無人機成長的時段，華約集團與北約集團對其進行了大量研究。在20世紀的90年代，隨著計算機技術的發展以及GPS全球定位系統的出現，使得無人機進入繁榮時期。在海灣戰爭時期，美軍將無人機直接應用到實戰中，所取得的成效令世界震驚，進而開始重視對無人機的研制與開發。同時，因為無人機本身的低損耗、零傷亡、高度靈活性以及可重復利用等諸多特性，從而在科研和民用領域之中得到廣泛的應用。

我國對于無人機的研究開始于20世紀50年代的后期，本身劇本基礎差、起步晚、后勁足以及起點高的特點。首先是基于高等學校作為基礎來建立無人機設計研究機構，主要是面向軍隊與科研。在改革開放之后，民間的企業與資金逐步涉及到無人機研究，逐漸在國民經濟發展服務的領域之中引入無人機，作為對地觀測的飛行平臺，并且利用裝載各種小型的對地觀測儀器，這樣就可以在任何時間飛往任何地點，從而執行幾乎囊括所有類型的遙感飛行任務。無人機作為毒地觀測應用之中最容易獲取、最為普通的平臺，在世界范圍內都得到了廣泛的使用。拒不完全統計，目前超過30多個國家研制超50種無人機，并且由55個國家已經裝備有無人機。

對于無人機遙感系統而言，其遙感系統組成具體見圖1所示：

圖1 無人機遙感系統

二、無人機低空遙感影像特點分析

（一）機動方便靈活

在目前的測繪工作中，低空無人機憑借其本身快速響應的能力，就可以提供支撐條件服務遙感測繪。另外，因為低空無人機擁有設備輕便、越野能力強以及運輸靈活的特點，再加上其本身對于場地沒有太高的要求，并且安裝、調試以及起飛等都很簡單，所以應用也非常廣泛。尤其是針對起降條件差、高山以及地形復雜的區域，大飛機航空攝影難以滿足要求，這時就可以利用低空無人機，獲取高清晰的數據資料，最終滿足測繪實效性的目標，要求，同時也能夠提供服務保障方面的支持[2]。

（二）快速高效

就應急測繪項目而言，因為情況相對特殊，再加上任務時間緊張，如山體滑坡、森林救火、洪水泛濫等自然災害，所以急需災區實時的影像資料用于災情的分析以及救援工作的開展。在這一種情況下，低空無人機航攝遙感技術就能發揮重要作用，確保在最短的時間內獲取高清晰的數據，用于災情評估、救災指揮等規劃與設計。

（三）運行成本低

低空無人機航攝遙感數據，不但擁有衛星影像數據的價值，同時也能滿足大飛機航空攝影快速采集的諸多優勢。低空無人機不需要專用的停機場，也不需要專業的駕駛班組，其飛行作業方便快捷，并且擁有極高的自動處理技術，確保在最短的時間內完成航攝數據的預處理，滿足數據的精加工以及快速輸出，不但可以縮短工期，同時其整體花費的成本也非常低廉。

三、無人機低空遙感影像的應用

隨著時代的不斷發展，無人機低空遙感影像應用越來越廣泛，目前主要涉及到國土監測、地質災害監測、環境監測、城市綠化監測以及應急保障等各個重要的領域。當然，在其余領域之中也會得到有效的使用，這需要在今后的研究之中進一步分析，讓無人機低空遙感影像的應用更加全面。

（一）國土監測

對國土變化進行實時監測是目前國土監測的主要工作之一。傳統的實地調查不僅方法滯后，同時也不能及時反應徒弟變化情況，并且衛星遙感數據需要較長的采購時間，其本身存在一定限制性，而且分辨率偏低，同樣不能滿足土地實時變化的監測。航空遙感會受到航空管制以及氣候條件的制約，一旦面臨突發情況，無法及時的到達監測區域。但是無人機的利用，就可以規避上述的缺點，及時發現非法開采、亂占耕地、破壞生態等現象，并且及時上報反饋加以制止。

（二）地質災害監測

我國地質災害頻發，并且大部分災害都集中在山地區域，不過因為云霧帶來的影響，使得航空遙感無法獲取清晰的影像。但是無人機憑借其自身的低空飛行能力，就可以避免云霧天氣對其帶來影響，并且無人機本身耗費的成本低廉，而且影像的分辨率較高，這樣就可以及時掌握災害情況，提供技術方面的支撐，并且這樣的模式還可以保護作業人員的安全，防止人員安全事故發生。利用空間上無人機的低空圖像與災害信息的相互疊加，也可以將現狀圖最直觀的呈現出來[3]。

（三）環境監測

對于環境的監測主要放置在自然保護區、環境污染以及事故應急監測方面。因為保護區大部分都設立在交通不便的區域，并且位置偏，面積大，傳統的調查無法滿足監測的要求。但是無人機憑借其優勢，就可以分辨出保護區內的實際情況，如水文地質與人類活動等，并且也可以對保護區被破壞的實際情況加以了解，做好針對性保護。無人機遙感還可以基于宏觀的角度來觀測器污染源的排放和分布情況，并且也可以對環境污染做好及時的跟蹤，以便后續的取證處理。當突發環境事故的時候，因為惡劣環境的影響，無人機利用低空飛行，也可以掌握具體情況，從而為環境部門提供技術支持，以便后續方案的制定。就如，原本大連出現輸油管線爆炸的事故，通過無人機，在惡劣的條件下進行低空的飛行，這樣就及時的了解溢油情況，提供實時的監測數據，這樣也方便后續的環境監測應急管理。

（四）城市綠化監測

城市綠地實際情況的監測是城市綠化監測的關鍵，這樣可以有效的評價城市生態環境現狀。通過無人機低空航攝，其本身的分辨率要比衛星影像分辨率高，并且也可以避免樓層陰影帶來的影響，確保數據更加的準確。同時，復核城市綠化測定需求，為今后的生態管理提供強大的數據支撐。

（五）應急保障

自然災害本身突發性較強，一旦災害發生之后，需要及時的掌握情況，這樣才可以針對性的處理，制定準確的救援方針，以此來保護救援效率與質量。無人機遙感系統憑借其機動靈活、實時性較強、影像分辨率高以及成本低廉等特點，可以滿足高危地區作業的要求，當發生自燃災害之后，無人機遙感可以及時的反應，掌握災區的實際情況，為應急保障提供數據支持。如，在四川汶川大地震中，無人機遙感技術就得到很好的應用。

（六）其它領域

除開上述各個行業的利用之外，無人機在農業、氣象以及水利等各行各業之中都得到廣泛的應用，并且也可以在較短的時間內獲取高分辨影響數據，最終提升行業工作效率，為其決策與規劃提供數據支撐，確保決策更具科學性。

四、結語

總而言之，在經濟建設快速發展的時代下，測繪技術需要不斷提升才能滿足各個行業的觀測需求。低空無人機遙感技術的使用，在提供測繪數據信息支撐的同事，也可以推動各行各業快速的發展。另外，基于低空無人機航攝遙感技術作為載體，將精準的數據以及權威的數據作為支撐，就可以為政府與公眾積極參與各行各業建設與管理，這樣就可以提供直觀、新穎與可視化的服務平臺，這樣也可以為其余的行業發展提供最有利的測繪保障條件。

[1]吳永亮,陳建平,姚書朋,徐彬.無人機低空遙感技術應用[J].國土資源遙感,2017(04):120-125.

[2]胡健波,張健.無人機遙感在生態學中的應用進展[J].生態學報,2018(01):1-11.

[3]肖波,朱蘭艷.基于DPGrid的低空無人機遙感影像應用技術研究[J].地礦測繪,2015(01):22-25.