无人机遥感技术的概念范文

无人机遥感技术的概念篇1

关键词：地方高校；遥感概论；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2016）10-0022-03

遥感作为重要的对地观测技术，为国家空间基础设施建设中地理空间数据的获取，提供了重要的技术方法和手段[1]。目前，遥感与全球定位导航系统、地理信息系统构成的“3S”技术，为地理学的研究提供了现代化的研究方法和技术手段，在国民经济和社会发展中得到广泛的应用[2]。遥感具有专业性、技术性较强的特点，在高校应用型人才培养中，提高学生遥感实践及应用能力，培养学生结合专业知识解决生产实践过程中遇到的各种实际问题[3]。同时，经济社会的发展对遥感高技能人才的需求越来越大，对“遥感概论”课程实用性的教学目标的要求也越来越强[4]。

贵州工程应用技术学院地理科学专业2013版培养方案指出，地理科学专业毕业生应具备掌握遥感、地理信息系统、地图、野外观测、实验室分析模拟等现代地理研究方法和技能，同时将“遥感概论”课程作为地理科学专业一门重要的专业基础课。地理科学专业学生学习遥感的目的在于掌握遥感基本原理、掌握遥感图像处理及应用的基本理论和方法，能够运用专业遥感图像处理软件（如ENVI、ERDAS等）进行遥感图像处理和专题遥感应用研究，通过遥感理论学习和实践能力的培养，使学生能够借助遥感技术和方法，解决实际问题[5]。经过几年的教学实践，笔者以贵州工程应用技术学院为例，对西部欠发达地区地方高校地理科学专业中遥感课程的教学现状进行分析，通过对遥感课程的教学内容、教学方法和教学评价手段进行改革，为地方高校地理科学专业学生实践能力的提高及应用型人才的培养提供参考与思路。

一、“遥感概论”课程教学现状

经过几年的“遥感概论”课程教学实践，笔者发现贵州工程应用技术学院地理科学专业“遥感概论”课程教学过程中存在一些问题，主要体现在。

（一）理论课教材陈旧

目前国内遥感类教材大多较为陈旧、更新较慢，滞后于遥感技术的快速发展，无法与日益更新的遥感技术发展相一致，与社会对于毕业生的要求相距甚远[6]。贵州工程应用技术学院地理科学专业学生使用的教材是高等教育出版社“遥感导论”（梅安新等），该教材于2001年出版，之后再无进行修订再版。然而，近年来无论是从多光谱到高光谱，还是从高空间分辨率到高时间分辨率，国内外遥感技术都有了较大的发展。我国遥感技术及应用近年来蓬勃发展，其中以 “十二五”期间实现“百箭百星”计划，年均发射卫星20次左右，以及到2020年左右建成由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成的覆盖全球的北斗卫星导航系统。遥感技术发展的日新月异，而该教材的内容很大部分已不能适用于当前遥感技术的发展，如国外的SPOT 5、QuickBird、Worldview等高空间分辨率卫星，国产资源系列、环境系列、高分系列遥感卫星等均未涉及。2013―2014学年第一学期由于教务处无法订到该教材，通过征求各方意见，选用武汉大学出版社孙家m主编的国家精品课程教材《遥感原理与应用》，该教材于2013年6月出版第3版，相比其他教材，其内容上有所更新，加入了遥感新技术等方面的内容，但是教材过于注重遥感理论知识，对于西部欠发达地区高校的地理科学专业学生来说，理论内容过深，部分内容甚至晦涩难懂，这使学生学习积极性受挫，无法适用于我校应用型人才培养的目标。

（二）实验教学课时少，缺乏合适的实验素材

现代遥感技术的研究及应用对学生的动手能力及应用实践能力的要求较高，实验教学是理论教学的延伸和重要补充，是培养学生动手能力，提高学生学习兴趣的重要途径，是学生实践能力和应用能力培养的重要环节，同时也是决定遥感课程教学质量和应用型人才培养的关键步骤[7]。贵州工程应用技术学院遥感实验教材选用的是高等教育出版社于2001年7月出版的刘慧平等编著的《遥感实习教程》，该实验教材同样存在着知识滞后于遥感技术及遥感数据处理的方法问题。为弥补实验课教材的不合理，笔者在实验教学过程中，结合科学出版社邓书斌的《ENVI遥感图像处理方法》辅以教学，而由于高空间分辨率遥感数据，如SPOT、QuickBird等无法免费获取，无法实现教学过程的数据本地化，学生实验过程中往往出现对所实验地区不熟悉，缺乏研究兴趣，对于学生情感目标的培养有所欠缺。

贵州工程应用技术学院地理科学专业2009、2011版培养方案中并未单独开设遥感实验课程，2013版培养方案对课程做了一定的调整，加设了遥感概论实验课，将原来54课时的理论课改为38课时的理论课时、16课时的实验课课时。针对课时量的调整，“遥感概论”课程教学内容及方法，也亟须进行相应的调整，以适应教学及学生实践能力的培养。

（三）学生英语水平差，学习主动性不高

由于目前遥感数据及专业软件大多是国外产品，涉及较多计算机及遥感专业英语词汇，贵州工程应用技术学院作为西部欠发达地区的地方高校，学生由于底子薄，英语水平差等，初次接触英文软件及遥感数据，部分学生内心有对学习英文软件的抵触情绪。而一些学生在学习过程中由于遥感理论知识准备不足，英文词汇量不够，在实验过程中，只记实验操作步骤，按部就班完成实验，不能够完全理解实验过程与实验目的。

通过几年的教学实践经验，我们发现学生学习的积极性、主动性会影响到他们理论知识的学习。通过了解发现，对于“遥感概论”理论课程，大部分学生上课时虽然可以做到认真听课，但做笔记的同学并不多，课后不能及时复习；而针对实验课的练习，也只是课上跟着教师一起做，学生本人并不深入思考，课后不再进行练习，导致掌握不牢固。无法达到学以致用，满足应用型人才培养的需要。

（四）考核机制不科学，与实践相脱节

“遥感概论”课程考核在2009、2011版教学大纲中，考核方式主要是闭卷考试，学生成绩最终由平时成绩（平时作业、提问、考勤等）×10%+期中测试×20%+期末闭卷考试×70%组成。由于考试形式的限制，闭卷考试主要考查学生的理论知识掌握情况，无法真正体现学生实践及应用能力，部分学生只是临近期末考试前突击背诵，应付考试，导致考完即忘，无法深入理解及应用的情况。

二、“遥感概论”课程教学改革的途径

（一）优化教学内容

伴随着计算机科学与技术、物理科学、电子信息科学与技术等相关学科的发展，遥感技术在高光谱、高空间分辨率，以及高时效性等各个方面得以长足发展。由于遥感知识和技术具有与时俱进的特点，在进行“遥感概论”课程教学改革的过程中，既要注重传统遥感知识的讲授，在使学生了解遥感基本理论与原理的基础上，又要注意紧跟时代步伐，更新教材中没有涉及新知识、新内容，弥补因教材更新较慢而遥感技术发展较快的矛盾与缺陷[8]。

通过网络、新闻、文献资料等各种途径，及时搜集遥感领域新知识、新进展，以及遥感研究的热点问题等，在课堂讲授过程中，及时融入相关知识发展的新知识、新技术等，拓展学生视野[9]。特别是注重在讲授基础知识的同时，及时融入我国遥感技术的发展情况，在学生获取理论知识的同时，融入爱国主义教育，提高学生学习的积极性、主动性。针对贵州工程应用技术学院学生底子薄、英文水平差等特点，在教师课堂讲授过程中，通过适度加入遥感专业英文词汇的方式，实现提高学生专业英文水平的目的。针对贵州工程应用技术学院学生专业背景，在遥感实践课程设计时，注意本课程与相关课程的联系，设计如基于遥感的土地利用变化监测、基于遥感的地质灾害信息识别与提取、基于遥感的土壤制图分析等专题遥感应用内容，使学生学以致用，了解整个专业各课程间的彼此联系，充分调动学生对专业的再认识，同时加强相关专业课程知识的学习和衔接[10]。

（二）创新教学方法

在遥感课程教学方法改革过程中，充分借助现代多媒体教学方式和手段，提高多媒体教学的教学效果。随着多媒体技术的发展，多媒体教学目前已被广泛应用于日常教学过程，通过多媒体技术的声、光、影、字等相结合，学生能够多方位获取知识。对比分析传统教学与多媒体教学方式的优缺点，在教学改革过程中本课程教师的课堂讲授方式较为灵活化，主要体现在关键知识或知识体系的框架上，通过板书形式在黑板展示，学生能够掌握学习重点，不至于因过多关注教师演示文稿文件，或演示动画或影片，而忽视教学重点、难点问题。同时借助多媒体技术易于内容表现，易于实践操作演示等方面的优点，制作图文并茂的演示文稿课件，对于需要现场演示的实验或展示的数据，进行多媒体展示。还可通过多媒体技术，及时将遥感技术发展相关新闻报道及相关应用展示给学生，使学生真正感受到立体化教学的视听感受。在学习知识的同时，加强学生的情感教育，提升学生的爱国主义热情[11]。

积极引导学生自主学习、互助学习、团队协作学习，提高学生学习积极性和主动性。传统教学主要是教师讲，学生听，缺少必要的互动环节。学生如果听不懂将会挫败自身学习的兴趣，进一步影响学生学习的积极性和主动性。遥感课程教学改革中教师课堂讲授方式的多样性，改变了总是教师一个人讲的局面，适度组织学生组成小组，每个小组成员轮番进行相关知识的讲解，互相查找不足，促进学生自主学习，提高学生积极性、主动性，使每个学生都可以参与进来[12]。

“3S科技兴趣学习小组”作为学生自主学习的学生组织，于2013年11月成立，其成员涵盖了地理科学专业各年级学生，甚至包括部分已经考入研究生在读的和已经参加工作的学生。通过高年级学生带动低年级学生，在读研究生分享学习经验，在职学生讲解实际工作中所需专业知识，专业教师引导，定期或不定期开展相关科技学术活动，以“全国GIS技能大赛”为载体，各类科技活动为主线，积极引导学生通过课外科技活动及科研项目的申报，提升自身能力，开阔自身视野，同时达到影响其他学生，提高整体学生学习兴趣的目的，进而提高学生学习的积极性和主动性。

（三）改革课程考核机制

贵州工程应用技术学院2013版地理科学教学大纲明确提出，针对专业课程考核方式的改革要求，总评成绩由平时成绩和期末成绩各占50%组成，足以体现学校给予教师对学生更加灵活性的考核方式。本次教学改革将平时成绩分为课堂笔记、课后读书笔记、参与相关科技活动项目、作业、考勤、期中测试等，期末考核试卷出题过程中，注重基础理论知识考核的同时，更加注重考核学生掌握知识的整体性，以及灵活运用知识的能力。

以“全国GIS技能大赛”为主题，积极引导学生通过参加大赛，提升自身实践能力，以及实际动手解决具体问题的能力。同时，围绕“全国GIS技能大赛”，积极引导学生申报学校实验室开放基金项目，全国大学生挑战杯课外科技活动项目，以及贵州省大学生创新创业计划项目等课外科技活动项目，以提高学生学习的主动性和自主性。通过具体项目的申报和实施，学生感到学有所用，学以致用，进一步促进自身自主学习的氛围。

三、“遥感概论”课程教学改革效果

通过遥感课程教学改革的实施，取得了一定的教学效果，学生学习兴趣、积极性和主动性大有提高。自2012年组织学生参加“全国高校GIS技能大赛”遥感组比赛，获得三等奖一次、优胜奖两次，共有20人获得“MapGIS工程师证书”；为培养学生应用能力和科研意识，积极组织学生申报各类各级课外科技活动，自2012年至今，遥感方向共获得立项项目有部级“大学生创新创业训练计划项目”1项，省级“部级大学生创新创业训练计划项目” 5项，校级“实验室开放基金项目”3项。

围绕学生实践能力提高，提高学生遥感专业技术应用，结合教学内容、方法和考核方式的教学改革，既提高了学生学习兴趣、自主学习积极性和主动性，提高了动手解决实际问题的能力，又获得了良好的教学效果，同时增加了学生的专业认知度和认同感，对整个专业的学习形成良好互动效果。遥感课程教学改革研究，为西部欠发达地区同类高校地理科学专业学生遥感能力的培养，以及地理科学专业应用型、技能型人才的培养提供了参考和思路。

参考文献：

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[4]芦少春，孟庆燕.基于应用型人才培养的遥感课程建设

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[11]杜福光，刘晓春，高超.地方院校遥感课程教学模式改

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[12]黄妙芬，李九奇，邢旭峰等.基于特色化理念的人才培

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无人机遥感技术的概念篇2

龚健雅（1957-），中国科学院院士，教授，博士生导师。现任武汉大学遥感信息工程学院院长、测绘遥感信息工程国家重点实验室主任。1957年4月生于江西省樟树市。1982年毕业于华东地质学院测量系，1992年于武汉测绘科技大学获博士学位。2011年当选中国科学院院士。国家杰出青年基金获得者、教育部“长江学者”特聘教授、973项目首席科学家、国家自然科学基金创新群体学术带头人、国家测绘局科技领军人才、国务院第六届、第七届学科评议组测绘学科组召集人，国际摄影测量与遥感学会第六委员会主席。

主要从事地理信息理论和几何遥感基础研究。在20世纪90年代初提出了面向对象地理信息系统的概念和数据模型，现已成为GIS软件的主流技术，并率先研发了面向对象GIS软件GeoStar，在我国测绘、国土和电力管理等许多领域得到广泛应用。于本世纪初系统地提出了空间信息共享与互操作理论与方法，研发出多源空间信息共享服务平台GeoSurf和网络三维信息共享集成平台GeoGlobe，成为我国军民各类地理信息公共服务平台如天地图的基础软件。在摄影测量与遥感方面，他提出了遥感广义几何成像模型与精确处理方法，主持研发了我国遥感卫星地面处理系统，并大幅提高了国产遥感卫星影像自主定位精度。

先后承担国家和省部级科研项目30多项。出版专著和教材13部（其中第一作者专著6部），国际标准1项、国家标准4部，430多篇，论著他引共10000多次。获国家科技进步创新团队奖1项（排名第三）、国家科技进步一等奖1项（排名第三）、国家科技进步二等奖3项（2项排名第一、1项排名第二）、省部级特等奖2项，一等奖6项、国际摄影测量与遥感学会（ISPRS）Dolezal成就奖1项。

一.智慧城市的概念与核心技术

1.智慧城市的概念

智慧城市是数字城市的智能化，是数字城市功能的延伸、拓展和升华，通过物联网把数字城市与物理城市无缝连接起来，利用云计算等技术对实时感知数据进行即时处理并提供智能化服务。

2.智慧城市的核心技术

透彻感知（图1）： 图1.透彻感知

无处不在的智能传感器，对物理城市实现全面、综合的感知和对城市运行的核心系统实时感测，实时获取物理城市的各种信息。

广泛互联：

通过物联网将无所不在的智能传感器连接起来，通过互联网实现感知数据的高效传输和存储。

时空分析

在智慧城市信息设施基础上，对海量感知时空数据进行实时处理管理、融合与分析，为智能服务提供信息支持。

3.智慧城市的逻辑框架

（见图2） 图2.智慧城市的逻辑框架：利用高性能计算机平台，通过Internet透测感知（广泛互联）进行时空分析（高效的计算），并提供广泛的服务。

二.空间信息基础设施的概念

1.基础设施

基础设施（infrastructure）是指为社会生产和居民生活提供公共服务的物质工程设施，是用于保证国家或地区社会经济活动正常进行的公共服务系统。它是社会赖以生存发展的一般物质条件。

“基础设施”不仅包括公路、铁路、机场、通讯、水电煤气等公共设施，即俗称的基础建设（physical infrastructure），而且包括教育、科技、医疗卫生、体育、文化等社会事业即“社会性基础设施”（social infrastructure）。

2.信息基础设施

信息基础设施的范围非常广泛，包含了诸如通信管网（由光纤PSTN、同轴电缆、以太网线及其管道资源等组成）、无线基站、中继设备、各级机房以及相关配套的电源、建筑等设施。信息基础设施是国家基础设施的重要内容。

“信息高速公路”。

云计算与云存贮平台。 图3.目前我国已经发射了16颗北斗导航卫星，实现了亚太区域的卫星导航定位，2020年建设目标发射30多颗卫星，提供全球导航米级、增强导航分米级、精确定位厘米级，国内导航市场60%，并竞争国际市场。

3.空间数据基础设施

美国总统克林顿入住白宫以后，1993年着手实施耗资上千亿美元的“信息高速公路”计划;1994年4月克林顿又了12906号总统令，“协调信息获取和建立国家（地球）空间数据基础设施（NSDI）”。数字地球是以信息高速公路和空间数据基础设施为依托的一个广泛的概念。

国家空间数据基础设施（NSDI）主要包括：地球空间数据框架、空间数据协调、管理与分发体系、空间数据交换网站和空间数据转换标准。

4.空间信息基础设施

空间信息基础设施是指对地球空间信息进行获取、传输、处理与应用的工程设施。除了“信息基础设施”之外，它还包括为地球空间信息导航与定位的基础设施―全球卫星导航定位系统（GNSS）及室内导航定位系统，地球空间信息获取的基础设施―卫星遥感、航空遥感及地面观测网，以及地球空间信息应用与服务系统。

三.智慧城市中的空间信息基础设施

1.通信网络

通信网络包括：

1）有线网络：互联网、电信网、广电网

2）无线网络：移动、联通、电信，（2G、3G、4G、5G）

3）空间网络：星地通信网、星星通信网、机星地通信网

通信网络的特性是实现自主组网和自维护，实现网络互联互通（三网融合）。

网络应具备维护动态路由的功能，保证整个网络不会因为某些节点出现故障而导致整个网络瘫痪。

2.导航与位置服务网

1）导航与位置服务网包括：

・全球导航卫星系统（ Global Navigation Satellite System，GNSS）

・美国全球导航定位系统（GPS）

・俄罗斯全球导航卫星系统（GLONASS）

・欧洲全球导航卫星系统（Galileo）

・中国全球导航卫星系统（北斗）

2）北斗导航卫星系统：

目前我国已经发射了16颗北斗导航卫星，实现了亚太区域的卫星导航定位，2020年建设目标发射30多颗卫星，提供全球导航米级、增强导航分米级、精确定位厘米级，国内导航市场60%，并竞争国际市场（见图3）。

3）卫星导航系统（见图4）： 图4.卫星导航系统：地基增强服务系统（CORS）、卫星直接定位精度（动态5-10米）、地基增强服务系统（动态0.1-0.5米）。

・地基增强服务系统（CORS）：卫星直接定位精度：动态：5-10米;地基增强服务系统：动态：0.1-0.5米。

4）广域实时精密定位服务系统（MASS）：

・基准站系统

・控制与处理中心系统

・信息播发系统

・用户系统

・亚米级服务

5）室内与地下导航定位（见图5）： 图5.室内与地下导航定位：基于传感器和无线信号的智能手机定位。二维码城市控制点用于导航定位，在已有三维城市模型中建立布设二维码形式的三维控制点。智能手机摄像头采集影像，通过影像上已知三维控制点信息解算当前位置。

室内与地下空间等无卫星信号覆盖区域的定位，可以利用射频、蓝牙、WIFI、蜂窝基站等无线信号，以及陀螺仪、加速度计、电子罗盘等传感器进行室内与地下的导航定位。

基于传感器和无线信号的智能手机定位。二维码城市控制点用于导航定位，在已有三维城市模型中建立布设二维码形式的三维控制点。智能手机摄像头采集影像，通过影像上已知三维控制点信息解算当前位置。

6）天地融合的导航与位置服务网（见图6）：

・基于卫星定位

・基于无线信号定位

・基于传感器定位

・混合定位

7）导航与位置服务网（曦和计划）（见图7）： 图6.天地融合的导航与位置服务网：基于卫星定位、基于无线信号定位、基于传感器定位、混合定位。 图7.导航与位置服务网（曦和计划） 图8.天空地传感器网（遥感网） 图9.2020年建设目标：全天时、全天候、全球精细观测，发射14颗卫星，分辨率达0.3m，高分数据的自给率达60%。

3.天空地传感器网（遥感网）（见图8）：

1）我国高分辨率对地观测系统：

2020年建设目标：全天时、全天候、全球精细观测，发射14颗卫星，分辨率达亚米级，高分数据的自给率达60%（图9）。

・空间基础设施（遥感、通信、导航卫星）

・全球实时监视系统（卫星群）

高分一号遥感卫星（表1;图11-1;图11-2）;

高分一号--伊朗（GF-1影像， 2m）（图12）;

GF-2影像，0.8m（图13）;

航空遥感（有人机遥感）;

芦山县太平镇灾前灾后影像对比图（无人机航空遥感）（图10）;

2）移动道路测量系统

・多平台移动测量装备与高精度建模：车载CCD，LiDAR与POS集成的高精度快速测量装备，实现大规模三维场景快速三维建模（图14）。

3）地面传感网

基于自组网技术的地面大气、水文传感网，自动连续实地测量环境参数

4）大气环境综合监测系统

5）水下传感网

多层次自组织网络和Internet组成的异构网络实现水下传感器和远程终端之间的信息交流。

地下传感器（图18）;

传感网络。

4.地理空间信息服务平台网

地理信息技术实现了从二维到三维的跨越，从地理信息系统到地理信息服务的跨越。如：地理空间信息网络服务平台（图17）、地上下、室内外一体的三维GIS、武汉市地上地下一体化三维地理信息系统。

地理空间信息服务网络构建模式：

・纵向多级，分级管理。国家、省、市分别建立基础地理信息数据库，分级维护和管理。

・横向多库，分建分管。基础地理信息和各部门专业信息分别建库，各自管理与维护

・异构共享，在线集成。兼容不同软硬件环境，实现纵横异构地理信息在线共享与集成

・统一标准，协同服务。制定统一标准，保障纵向、横向各种空间数据在获得许可情况下互联互通，协同服务。 图10.芦山县太平镇灾前灾后影像对比图（无人机航空遥感） 图11-1.高分一号遥感卫星。 图11-2.高分一号遥感卫星。 图12.高分一号――伊朗（DF-1影像.2m）。 图13.GF-2影像，0.8m

国家地理信息公共服务平台;

国家与省节点的无缝聚合;

国家、省、市节点服务聚合;

天地图的多级服务平台（图16）;

基于天地图的应用系统开发―国家灾害应急系统;

基于天地图开发的应用系统―中国地震网（图15）;

地面传感网与地理信息服务网的集成;

视频与地理信息服务网的集成―天眼系统。

轨迹追踪，通过时间-空间约束关系，排除不可能的路径，计算嫌疑目标轨迹。从案发点，依据路段长度和逃逸速度，形成具时空关联关系的一组录像，在此录像中发现和追踪嫌疑目标。

四.结语

空间信息基础设施是国家信息基础的重要组成部分，卫星导航、航空航天遥感、空间信息服务技术已经成熟，标准和规范基本可以满足要求，剩余的问题是推广应用;构建一体化的空间信息基础设施对于促进智慧城市的应用，以及资源环境和各种人流、物流、交通流、信息流的监测与分析抉择具有重要意义。 图14.多平台移动测量装备与高精度建模：车载CCD，LiDAR与POS集成的高精度快速测量装备，实现大规模三维场景快速三维建模。

资料链接：

克林顿政府的“信息高速公路”计划

1993年9月，克林顿就任美国总统后不久，便正式推出跨世纪的“国家信息基础设施”工程计划。该计划在世界范围内产生了极为广泛的影响，同时，也造就了美国信息经济日后的辉煌。

“国家信息基础设施”的英文全称是National Information Infrastracture，简称NII。人们将其通俗地称为“信息高速公路”战略，借助这条高速路，美国信息经济走在了世界各国的前面。

无人机遥感技术的概念篇3

【关键词】电力系统；自动化；远动控制；应用

引言

电能的生产、输出、变电、配送及最终到用户的使用等环节构成了整个电力系统。而在整个电力系统中，发电机、变压器、输电线路及开关等设备统称为一次设备，在电力系统工作过程中，需要对这些设备实施高度控制、在线测控和保护，从而确保一次电力设备的可靠、稳定和安全运行，并保证了电力生产的经济性。电力系统的保护装置、测控装置、通信设备，（水、火、风能、核能）电厂及变电站的智能监控系统，电网调度部门的计算机控制系统等被统称为二次设备，二次设备广泛应用了自动化及远动控制技术。电力系统调度高度自动化的实现必须以计算机技术及网络通信技术为基础，并大量运用远动控制技术。可见，远动控制技术在电力系统自动化中的应用具有重要意义。

1 远动控制技术的原理

电力系统自动化中远动技术是指运用现代计算机技术和通信技术采集电力自动化系统的实时运行数据，对区域电网和远方变电站的运行状况进行实时监视与控制，以提高电力供应安全性、稳定性和经济性的高端技术。

根据电力系统自动化中远动控制技术的概念，其原理为电力自动化系统通过计算机技术和通信技术经过远动设置将变电所和电网的状态规约和实时运行参数传输到电网调度中心实现遥测（YC）和遥信（YX），然后电网调度中心根据采集的数据发出命令，通过远动装置修正电网的运行参数，改变运行状态，以实现遥控（YK）和遥调（YT）保证电力系统的正常运行。远动控制技术结合现代计算机技术和通信技术，实现了电网调度自动化的远程无人控制，极大地提高了电力系统的自动化程度。

2 远动控制技术在电力系统自动化的应用

远动控制技术在电力系统自动化中的应用主要是遥测、遥信、遥控和遥调"四遥"功能的应用。

2.1 遥测

遥测是指运用现代通信技术传输被测量电网的实时运行数据的远程测量技术，主要包括变压器的有功和无功、线路的有功功率、母线电压和线路电流、温度、压力以及其它模拟信号的数据采集。遥测可分为重要遥测、次要遥测、一般遥测和总加遥测四大类型。其工作原理主要有直流采样和交流采样两种原理。

直流采样的原理主要是将被测电量通过直流变送器转换为可供测量的电量模拟信号，经过多路转换开关和模/数转换器转变为远动设备能够识别的数字信号，即直流变送器多路模拟开关A/D转换数字信号。交流采样的数据采集主要是将取自于PT、CT和传感器的电压电流信号输入交流回路，运用数字滤波技术滤掉高次谐波，经过采样保持器冻结模拟量的瞬时值保证采样精度，然后经过模/ 数转换成远动装置能够识别的数字信号，即交流信号输入回路低通滤波采样保持器多路转换开关A/D转换数字信号。

由于直流采样的稳定性相对较差、误差较大且相应时间慢，目前电力系统自动化远控控制的遥测技术一般都采用交流采样技术。

2.2 遥信

遥信是指运用现代通信技术实现对电网和变电站设备运行状态和参数的实时监视技术，主要包括断路器、开关及隔离刀闸的位置，线路中各节点的电压、电流状态以及系统中的继电保护和自动调节装置的实时监视。遥信的原理是通过遥信采集电路将遥信对象的实时状态进行信号采集，由多路选择开关将采集的遥信对象状态数据编译成遥信码并最终输出到接口电路当中。遥信的实现要求采用无源接点的方式。

2.3 遥控和遥调

遥控是指电网调度中心运用通信技术改变被测电网和变电站设备运行状态的命令，主要指对变电站断路器的合闸和开闸控制以及其它采用继电器控制的装置。另外，我国对于两个确定状态电力设备的远程切换也归为遥控。遥调是指电网调度中心运用通信技术对远距离发电厂和变电站设备调节指令以调节其运行状态，主要是对系统整定值的调节。就功能来讲，遥调和遥控都是电力系统控制终端对远距离电力设备和系统进行调节和控制，但遥控更加侧重于受控对象的单一或两种极限动作的控制，如开闸、合闸。遥控和遥调一般采用无源接点的方式，正确动作率要求达到99.9%以上。

3 远动控制技术常见的一些故障问题

电力系统中的远动控制技术故障一般是以下几个方面：远动机的通道板和控制单元板出现故障导致远动机不能正常接收远动信号；远动通道延时故障；辅助接点出现问题、电磁干扰和微处理机及数据库定义出现错误经常会导致遥信错误；采样中互感器或变送器的精度过低或损坏及线路接线错误经常会导致遥测故障；远动通道偏差、遥控出口继电器非正常运行及数据库定义出错等经常会导致遥控故障。当电力自动化系统的远控控制出现故障时，必须及时采取措施进行故障排查和修正，否则后果不堪设想。常见的故障排查方法有观察法、排除法、信号检测法和系统分析法，有时一种方法不能检测出故障原因，因此需要对这些方法灵活运用。

4 结语

远动控制技术在我国电力系统自动化中已得到广泛的应用，并且电力系统未来的发展方向是实现自动化管理，尤其是在110KV以下小型变电站的运营管理模式中，具有综合自动化程度的智能型变电站已非常普遍。与此同时，随着科学技术的不断发展，特别是计算机及网络通信技术在各个领域中的广泛应用，势必有效推动远动控制技术的进一步发展和完善，从而加快我国电力系统向自动化管理模式的发展进程。

参考文献：

[1]中国电机工程学会电力系统自动化专业委员会2006全国电力系统自动化学术研讨会征文通知[J]. 电网技术. 2006（07）.

[2]孙浩，张曼，陈志刚，刘志文，谢小荣，姜齐荣. 并网光伏发电系统的通用性机电暂态模型及其与电磁暂态模型的对比分析[J]. 电力系统保护与控制. 2014（03）.

[3]宋小会，杨建翔，郭志忠，樊占峰. 交流特高压变电站站用变保护技术方案[J]. 电力系统保护与控制. 2014（24）.

无人机遥感技术的概念篇4

Abstract: With the development of modern surveying and mapping technology, technology and technical methods of geological survey will also gradually renewal. At present, the surveying and mapping technology has become an important means to obtain the current space data, this paper describes the development status of modern surveying and mapping technology, and introduces in mine surveying, wetland, water conservancy project and application four aspects of precision agriculture.

Keywords: Surveying and mapping technology: GPS:RS; GIS

中图分类号：P25前言： 随着现代测绘技术的出现，无论在学科理论，或在技术体系，以及应用范围上都取得了重大的发展，甚至可以说是重大的变革，从而也将彻底地改变传统测绘的生产方式。现代测绘产业以“3S”技术为特征，现代测绘技术已经成为人类研究地球及自然环境，解释某些自然现象，解决人类社会可持续发展等重大问题的重要工具。

1 现代测绘技术的发展概况

1.1 GPS的发展 全球定位系统(GPS)是美国从20世纪70年代开始研制，于1994年全面建成的利用导航卫星进行测时和测距，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。1996年2月，美国总统令宣布GPS为军民两用系统，标准定位服务对民用开放，2000年5月，美国总统令SA关闭，价格不贵的民用GPS接收机能将其水平定位精度从不低于100m提高到15～20m，民用GPS的具备了真正的实用价值。随着全球定位系统的不断改进，硬、软件的不断完善，GPS的应用领域正在不断地开拓，目前，各种类型的GPS接收机体积越来越小，重量越来越轻，便于野外观测。GPS已遍及国民经济各种部门，并开始逐步深入人们的日常生活。GPS和GLONASS兼容的全球导航定位系统接收机已经问世。GPS作为一项引起传统测绘观念重大变革的技术，已经成为大地测量的主要技术手段，也是最具潜力的全能型技术。GPS定位技术与常规地面测量定位相比，除具有对测站选择更灵活、更适应不利条件、全天候连续作业外。还具有比任何地面常规技术供数量更多、精度更高的数据信息。

1.2 遥感技术的发展 遥感包括卫星遥感和航空遥感，航空遥感作为地形图测绘的重要手段已在实践中得到了广泛的应用，卫星遥感用于测图也正在研究之中并取得一些意义重大的成果，基于遥感资料建立数字地面模型进而应用于测绘工作已获得了较多的应用。自20世纪初菜特兄弟发明人类历史上第一架飞机起，航空遥感就开始了它在军事上的应用，从1972年第一颗地球资源卫星发射升空以来，美国、法国、俄罗斯、欧空局、日本、印度、中国等国家都相继发射了众多对地观测卫星。遥感信息获取技术已从可见光发展到红外、微波：从单波段发展到多波段、多角度、多极化；从空间维扩展到时空维；从低分辨率发展到高分辨率甚至超高分辨率。遥感平台有地球同步轨道卫星、太阳同步卫星、太空飞船、航天飞机、探空火箭，并且还有高、中、低空飞机、升空气球和无人飞机等：传感器有框幅式光学相机，缝隙、全景相机、光机扫描仪、光电扫描仪、CCD线阵、面阵扫描仪、微波散射计、雷达测高仪、激光扫描仪和合成孔径雷达等，它们几乎覆盖了可透过大气窗口的所有电磁波段。

1.3GIS的发展 地理信息系统作为多个学科、多种技术交叉融合的产物，至今只有40多年的历史。地理信息系统起源于20世纪60年代加拿大和美国学者的在土地和交通方面的地理信息研究。1998年1月31日美国前副总统戈尔在加利福尼亚科学中心的一次讲演，在该讲演中戈尔正式提出数字地球的概念。地理信息系统作为对空间地理分布有关的数据进行采集、处理、管理、分析的计算机技术系统，其发展和应用对测绘科学的发展意义重大，是现代测绘技术的重大技术支撑。2 现代测绘技术的应用 现代测绘技术作为一门新的信息科学在经济和社会可持续发展的诸多领域正发挥着愈来愈大的作用。在这里主要介绍现代测绘技术在矿山测量方面、湿地方面、水利工程方面和精准农业方面的应用情况。

2.1 矿山测量方面 遥感技术在矿山测量中的应用已经历了较长的时间，并积累了丰富的经验。应用遥感资料，可获取矿区实时、动态、综合的信息源，对矿区环境进行监测，为矿区环境保护提供决策支持。遥感资料用于找矿、矿区地质条件研究、煤层顶底板研究等方面都已得到应用，所有这些，都说明遥感技术应用于矿山测量是矿山测量实现其现代任务的重要保证。利用GPS技术进行矿区地表移动监测、水文观测孔高程监测、矿区控制网建立或复测、改造等。其应用于矿山测量工作的地面部分已成为现代矿山测量的一项重要支撑技术。以矿区资源环境信息系统为平台，以各种测量技术为数据获取的途径，可以建立集数据采集、处理、管理、分析、输出于一体的自动化、智能化的技术系统，作为矿山可持续发展的决策支持系统。

2.2 湿地方面 利用遥感技术对湿地生物资源的分布、生长状况及其变化进行估测。利用遥感技术多层次、多时相的动态监测功能获得及时可靠的数据，通过地理信息系统技术进行相关数据的实时更新，并对这些数据进行空间分析，可得到湿地的动态变化情况。应用遥感和地理信息系统技术，获取湿地生态环境质量分析评价所需要的数据，借助GPS技术进行水质采样调查、植被样方调查、土壤采样等常规野外调查。根据湿地信息系统的功能，可将其划分为两大类：查询服务型信息系统和决策支持型地信息系统。

2.3 水利工程方面 遥感技术能够实时地对大江、大河和湖水水位进行监测，可实时监测洪水灾害面积。RS和GIS集成能及早预报洪水淹没范围和干旱灾情范围，为防灾、抗灾提供准确信息。在水利枢纽工程竣工后，需对水库大坝、大型桥梁等进行连续的、精密的监测。现代测绘技术提供了连续、实时的安全运行监控手段。利用全数字摄影测量或数字测图技术建立数字地面模型，应用GIS的分析决策功能，可以方便快速地进行水库大坝选址、库容计算、引水渠修建、受益范围等设计工作，为开发利用水资源提供科学依据。目前，大中城市都有由数字测图技术或全数字摄影测量技术建立的城市数字地形图，给排水管线的规划、设计可在数字地形图上进行。

2.4 精准农业方面 精确农业中，利用GPS技术对采集的农田信息进行空间定位；利用RS技术获取农田小区内作物生长环境、生长状况和空间变异的大量时空变化信息；利用GIS技术建立农田土地管理、自然条件、作物产量的空间分布等的空间数据库；对作物苗情、墒情的发生发展趋势进行分析模拟，为分析农田内自然条件、资源有效利用状况、作物产量的时空差异性和实施调控提供处方信息。GPS、RS、GIS技术及自动化控制技术为支撑的精确农业将促进现代农业的发展。它能够收集土地利用现状、植被分布、农作物的生长情况、农作物的灾情分布、土壤肥力等多种信息，将信息技术与农艺、农机有机地结合起来，最大限度地优化各项农业资源与生产要素的合理分配，获取高产量和最大经济效益，同时又能有效地保护生态环境和农业自然资源，有利于农业的可持续发展。

无人机遥感技术的概念篇5

关键词：智能家居、系统集成、控制方式与技术、场景模式、安防报警、远程网络监控

中图分类号：C35 文献标识码： A

伴随科技快速发展，电子信息化无处不在，智能建筑的概念被扩展，与此同时智能家居概念提出。智能家居是一个以住宅为平台，将家庭各种自动化设备协调管理，以便提供高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境。将原有的被动静止的结构转变为具有能动智慧的工具，提供信息交换功能，从而优化人们的生活方式。智能家居工程系统集成就是计算机和家庭网络技术的发展和综合应用。作为一个系统工程，涉及的内容包括：住宅装饰装修、网络通信、信息家电，无线遥控。控制方式也分为本地控制、远程控制、定时控制等，控制对象有灯光、电动窗帘、中央空调、新风系统、除湿机、地暖、热水器、家庭影院、安防报警、背景音乐等，家庭控制技术有总线技术、无线网络技术和电力线载波技术。

一、智能家居的特征及组成：

数字家庭也称智慧家庭，它是指家庭为中心、连接家庭内的各种数字设备，整合提供和满足家庭成员各种需要。“智能家居”和“智慧家庭”两者的概念是有区别的：智能是手段，家居是设备，智慧是思想，家庭是亲情。前者是用智能手段控制家居设备，后者是生活方式、亲情纽带。智能家居的特征可归纳为操作随意性、服务便利性、功能扩展性、安装简易性与系统可靠性。智能家居主要由控制主机（又称智能网关）、各种传感器、探测器、遥控器、智能开关、智能插座及家庭网络等组成。

1、控制主机是家庭网络和外界网络沟通的桥梁，由于智能家居中使用了不同的通信协议、数据格式或语言、控制主机就是一个翻译器。控制主机除了有传统路由器的功能外，还具备无线转发、无线接收功能。具备LAN、USB 、SIM卡接口。2、传感器能将看到、闻到、听到的信息转换为电信号送到控制主机，包括：温湿度一体传感器、可燃气体传感器、烟雾传感器、人体红外探测器、无线门磁探测器、无线幕帘探测器、玻璃破碎探测器。3、智能面板和智能插座，智能面板不需要零线、不重新布线，不用改动灯具还可以配合主机进行情景模式等集中控制，智能插座通过电脑或手机客户端、无线电遥控实现对电气负载的通断控制。

二、智能家居的控制方式：

智能家居在控制方式上基本有本地控制、远程网络控制、定时控制和一键情景控制4种方式。

1.本地控制是指在受控家电附近，通过智能开关、无线遥控器、控制屏、平板电脑及家用电器本身的操作按钮等，对家电进行的各种操作。智能开关控制是指利用智能面板、智能插座对家庭照明的灯具或家用电器进行控制，并可以在多个地方、多种手段对家电进行控制，也可以用一个按键对多个家电进行控制，即场景控制。无线电遥控控制是利用无线遥控器对家电进行简单的情景模式控制或家用电器与灯光进行组合开关控制。还可以与红外转发器及控制主机配合。主机控制是指智能家居系统的各种控制均由控制主机完成。电脑或平板电脑控制是利用下载安装控制主机生产厂家提供的专用软件后，在用电脑和控制主机配合，完成所有操作功能。

2.远程网络控制是在远离住宅的地方、通过电话机、智能手机及外部网络对家电进行控制操作。

3.定时控制是在控制主机内事先对家中的固定事件进行编程固化，让家中电器使用更加人性化，更加符合家庭成员的生活习惯。

4.一键情景控制是对家中灯光、窗帘、空调和其他家用电器的若干设备任意组合，形成一个自定义的情景模式，然后一键触发。

三、主要控制技术：

提升生活空间，产品种类繁多，但控制技术主要有三种：总线技术、无线组网技术和电力载波技术。

1.总线技术是指所有设备的通信与控制都集中在一条总线上，是一种全分布式智能控制网络技术，产品模块具有双向通信能力，以及互操性和互换性，其控制部件都可以编程。典型的总线技术采用双绞线总线结构、各网络节点可以从总线获得供电，也通过同一总线实现节点间无极性、无拓扑逻辑限制的互联和通信。总线技术比较适合楼宇和小区智能化等大区域范围的控制。智能家居控制总线，以此通信介质的主要有KNX总线、LONWORK总线、RS-485总线、CAN总线等。

2.无线组网技术是指在家庭内部将各种电气设备和电气子系统通过无线电连接起来，采用统一的通信协议，对内实现资源共享，对外通过网关与外部网互联进行信息交换的无线局域网。也是未来智能家居的发展趋势，因其去掉了繁琐的布线。无线技术主要包括RFID、zigbee、Z-Wave、蓝牙、Wi-Fi等几种无线技术。

3.电力线载波技术是指利用现在电力线作为信息传输媒介、通过载波方式将语言或数据信号进行高速传输的一种通信方式。电力线将电能传输到家中的每个房间的用电设备，同时也将家中所有的电灯、电器连成了家庭网络。其最大特点是不需要重新构架网络，是利用1.6～30MHZ频带范围在电力线路上传输信号。高效可靠的调制编码技术是高速PLC关键，目前采用GMSK或OFDM调制技术将用户数据进行调制。X-10协议就是一种以电力线为传输媒介对电子设备进行智能化的控制通讯协议。

四、主要实现功能

智能家居系统的主要功能有智能灯光系统、智能电器系统、安防报警、背景音乐、高清视频共享、智能门窗控制和远程网络监控。另外还有智能门锁联动、中央空调及地采暖控制、新风系统控制、庭院智能管理、环境监测、可视对讲等功能。均体现出节能、安全、舒适、便利等特点。

1. 智能灯光控制：用智能灯光面板直接替代传统的电源开关，用遥控等多种控制方式实现对住宅内所有灯具的开启关闭、亮度调光、全开、全关以及组合控制形式。灯光控制的优点可归纳为：控制方多样化、灯光情景自动化、弱电操作安全化、功能扩展个性化。

2.智能电器控制主要分为两类：一类是原来可用红外遥控器控制的家用电器，如：电视、空调等。这类家用电器是在控制主机“指挥”下，将原来红外遥控器的功能“学习”到无线红外转发器，通过无线红外转发器去控制家用电器；另一类是由功能主机直接用无线电信号去控制家用电器的电源插座，如热水器、电饭煲、饮水机等。

3.智能安防报警是家庭设备与成员的安全而安装的防护保全与报警系统，包括户内可视对讲、家庭监控、家庭安防报警等。智能家居报警系统由主机和各种前端探测器组成，可分为门磁、窗磁、煤气探测器、感烟探测器、红外探头、紧急按钮等。家庭监控对住宅室内外情况进行监视、记录、传输并联动报警的系统。家庭安防报警包括防盗、火灾和煤气泄漏报警。智能门窗系统由无线遥控器、智能主机、门窗监控器、门磁传感器等组成。根据检测有害气体情况，自动开启窗子，火灾发生时，将门窗打开同时发送信息至主人手机。

4. 背景音乐在家庭任何一个房间布上背景音乐线，通过一个或多个音源播放音乐。每个房间都单独的安装了音乐旋钮，可以独立控制房间音乐开关和音量大小。主要采用吸顶音箱，与天花板融为一体。

5. 远程网络监控利用互联网、物联网、公用电话交换网或宽带无线网对居住环境和室内设备进行监视，同时可以对家庭智能设备进行控制。

五、综合应用及问题

1.对现在的智能家居采用的多重措施，势必带来家居舒适度的提高和便利，将众多以往都在智能建筑中才出现的系统，也渐渐引入家庭，如：背景音乐、消防报警等。但是这样的多系统，因功能不同线缆选型不同，导致墙体内线缆多样繁杂，对施工和维修带来一定困难。

2.高智能的系统适用性还不并广泛，虽然高级住宅大有市场，但毕竟多数居民住宅还处于一个居室有限的状态下，所以未必可以实施如此众多的“高科技”产品，与此同时或许可以实现的仅仅是部分系统，所以形成综合应用必然有优势，但是推广从经济上讲也需要一段时间。

3.对于家居智能产品而言，也有意在化简操作界面和安装方式，但是对于多重面板，多重系统的情况，可否整合化简产品系统，也成为一个关键。就此提出一点建议：如顶部安装的音箱、wifi、红外探头、监视摄像机可否综合为一个整体装置，大幅提升顶部美观，同时管线通路单一整齐。信号干扰、体积小型化等问题设置了推广障碍。

4.对现有功能中网络覆盖形式与安防措施是最为关键的两个大方面，而家居智能系统的标准化还存在一些问题，厂家众多，整合必然困难，也让这一概念的实施有了一定障碍，是否可以按基本型、舒适型、高端型等划分标准等级。同时推出相应智能化家居标准规范，让设计有理有据，也让使用方有依可寻，避免功能过于复杂导致使用及造价的不妥。家居智能设计在此不做扩展评述，本文中难免有理解错误的地方，也望各位专家指正，今后做进一步探讨学习。

参考文献：

刘修文 《智能家居DIY》 中国电力出版社 2015

无人机遥感技术的概念篇6

病虫害是影响作物产量的直接因素，是世界各国的主要农业灾害之一。大规模的病虫害会给农业生产和国民经济造成巨大损失。据联合国粮农组织统计，世界粮食产量因病虫害造成的损失占粮食总产量的20%以上。

利用遥感监测技术跟追病虫害进展情况，有利于展开精准治理工作，做到及时发现、及时处理，也有利于早期防治。其原理是，病虫害会造成作物叶片细胞结构色素、水分、氮元素等性质发生变化，从而引起反射光谱的变化，所以病虫害作物的反射光谱和正常作物可见光到热红外波段的反射光谱有明显差异。

在美国、澳大利亚等地，用无人机遥感监测并不罕见。比如，美国有种植户用无人机监测的麦田锈病情况，从中可以明显看出哪里是重灾区。也有人用无人机查看苜蓿地里的菟丝子（一种恶性寄生性杂草，主要寄生于苜蓿等豆科作物，苜蓿生长易受到恶性杂草菟丝子的严重危害，常造成苜蓿植株成片死亡），从而能在灾害大规模爆发前做到提早预防。

2 土壤属性分析

当今，世界农业现代化大国都在提倡精准农业，要求根据土壤性状，在作物生长过程中调节对作物的要素投入，以最低的投入达到最高的产出，并高效利用各类农业资源，改善环境，取得较好的经济效益和环境效益。

作为空中监测技术，农业遥感是推动农业走向精准化的有利手段。农业遥感监测主要以作物、土壤为对象。作物在可见光-近红外光谱波段中，反射率主要受到作物色素、细胞结构和含水率的影响，特别是在可见光红光波段有很强吸收波段，在近红外波段有很强的反射特性，可以被用来进行作物长势、作物品质、作物病虫害等方面的监测。土壤可见-近红外光谱总体反射率相对较低，在可见光谱波段主要受到土壤有机质、氧化铁等赋色成分的影响。因此，土壤、作物等地物固有的反射光谱特性是农业遥感的基础。

在精准农业中，有一个重要的概念叫做归一化植被指数。根据专业解释，归一化植被指数是反映农作物长势和营养信息的重要参数之一，计算方式是近红外波段的反射值与红光波段的反射值之差比上两者之和。归一化植被指数可以为改善作物健康提供参考依据，比如告诉你农田是否需要额外施肥。

美国一家专门分析土壤样本的精准农业服务公司Heartland Soil Services，正在尝试将无人机遥感测绘的归一化植被指数（NDVI）图与土壤取样分析相结合，从而生成土壤营养元素图。这种将二者结合的方法，相较于原来的只靠土壤取样分析法（每两英亩取一个样本）更加详细和精准。

3 统计分析植株数量和成苗率

无人机遥感测绘的另一个用途是统计植株数量。相比于耗时且只能抽样调查的手动计数，无人机统计更加全面，准确性更高。

据报道，2016年6月，基于云计算的无人机软件和制图解决方案供应商Drone Deploy、农业合作分析公司Aglytix和农业技术公司AgriSens合作，为农作物提供生长分析工具，通过农作物数量统计、农作物占地面积来分析当前农作物是否为最佳生长距离。

在2016年的植物生长季，加利福尼亚北部的一家私人农场请来第三方公司为农场74英亩的耕地移植了数万番茄植株。为了避免该公司没有严格按照移植数量收费，私人农场工作人员利用AgriSens公司的无人机应用软件快速实现了数量统计。

除此之外，用户也可以借助无人机遥感测绘的硬件和软件技术，分析新栽培植株的成苗率，以确定重新栽种方案。

4 自然灾害后作物受损评估

农作物的整个生长发育过程与气象息息相关，气候变化和灾害性天气是直接影响粮食生产和农民增收，影响农业的平稳快速发展。不可避免的自然灾害发生后，遥感技术可以用于评估暴风雨和冷冻灾害后受损情况。

作物遭受冷冻害后，体内叶绿素活性会减弱，对近红外光和红光的敏感度下降会导致植被指数发生?化，因此植被指数差异分析主要是通过受灾前后植被指数的差值来判断受灾情况。

在暴风雨灾害中，研究表明，水浸后的植被可见光波段反射增强，近红外波段减弱。且近红外波段和热波段的组合可以识别水浸和健康谷类作物。

在伊利诺伊州的一场强风和强降雨天气中，该州中部地区105英亩（613亩）的谷物发生不同程度损害。无人机服务Overhead Ag公司利用无人机技术生成灾后评估报告，详细标出了轻微受损区、中度受损和重度受损区，并且计算出了各自面积和所占比例，让农户可以直观了解灾后损失情况。

5 总览梯田概况，便于及时整改

梯田是在坡地上沿等高线分段建造的阶梯式农田，其是一种重要的水土保持措施，具有保水、保土、保肥的作用。作为坡耕地治理措施的一种，修建梯田可以通过减缓地形坡度、缩短坡长来改变坡面的小地形，进而有效治理坡耕地水土流失。所以，及时获得梯田的动态指标，可以为梯田建设成效评价、水土流失防止、水土资源合理利用等提供科学依据。

利用遥感技术生成的高分辨率影像对水土保持进行检测，有利于提取更详尽的水土保持措施。利用无人机生成高程图可以直观看到梯田的整体布局，便于梯田管理者随挖随填，及时整改阶地和排水系统。

其实卫星遥感手段已经发展已久，但卫星易受到天气环境影响，且轨道周期较长。比较而言，无人机灵活性更强、易部署。相信随着无人机平台、传感器和软件技术的进一步提升，未来无人机作为卫星等其他遥感平台的补充手段，可以帮助在农业构建起更加完整的监测网。

6 结束语

无人机遥感技术的概念篇7

关键词：数字地球 电子政务 信息共享 数据挖掘

一、数字地球及其相关概念

在目前这个高速信息化的进程中，信息技术正在深刻地改变着人类社会的方方面面。作为信息技术的基本要素，数据正如决堤之水，汹涌而来。然而相对于数据的迅速膨胀，人们利用数据的能力则十分局限。一方面是浩如烟海的数据不断扩张，另一方面则是决策信息的十分贫乏，造成这种结果的原因是数据整合共享的能力不足。数字地球就是针对这种情况提出的解决方案。数字地球这一概念由美国前副总统戈尔于1998年1月首先提出[1]，旨在通过数字地球的宏观架构，将各种数据无缝集成到一个统一的整体框架中，实现信息的时空集成、立体表示和智能利用。陈述彭曾指出，数字地球的核心是用全盘数字化的信息获取、存储、传输与处理技术，去控制和操纵全球性的事务[2]。以此为发端，世界各国掀起了轰轰烈烈的数字地球建设热潮。数字地球计划不仅意味着信息化的巨大进步，同时也意味着信息时代面临新的国家安全战略挑战――数字地球必将对信息时代的全球战略格局带来深远的影响。面对这一挑战，必须认真研究数字地球，并积极参与到数字地球建设的实践中去。为此，我国相继提出了“数字中国”、“数字城市”、“数字流域”等的构想，为新形势下的信息化事业开创了一个全新的局面。

从数字地球的处理技术流程看，可以分为数据的获取、存储、传输和处理等环节；从数字地球的体系结构看，可分为数据层、应用层和服务层；从数字地球的实施步骤看，可分为数字城市、数字省、数字国家、数字区域和数字地球几个层级[3]。可见数字城市、数字中国是数字地球战略架构中的基础实施步骤。

二、电子政务与数字地球的关系

从戈尔对数字地球的描述中可以看到，地理空间信息（或称历史地理空间信息）构成了数字地球的时空骨架，而各种应用信息则构成其肌体。政务信息资源可以说是数字地球肌体中的神经网络体系，是其中最为精彩的应用信息。数字地球就是要将空间信息与其他各类信息实现无缝整合，实现各类信息的综合共享。只有实现了地理空间信息与其他各类应用信息的无缝整合和全面共享，才能让人们乘着“数字魔毯”自由飞翔，才能随时伸出“数字手指”获取任何想要的信息，并藉此驱动信息的运动。可以想象，借助“数字魔毯”和“数字手套”的帮助，政府首脑、各级领导和政府公务员实施政务决策和政务处理，是何等高效、准确和科学？因此，数字地球是电子政务的美好前景，而电子政务是数字地球的重要组成部分。

数字地球的数据模型是由基础数据与各种专题数据、领域应用数据组成的层次体系，政务数据可以认为处于这个层次体系的最顶层。在数字地球这个信息层次体系中，要实现各类信息的无缝整合和全面共享，既要实现水平层内的信息片整合，还要实现垂直方向的信息层间的整合。整合后，当这个数字地球的立体层次体系中的任一点触发了任一应用的活动时，则可根据活动目标随意调用需要的相关应用功能，敏捷地形成业务线，并迅速装配该业务线所需要的功能组件，调用各应用需要的各类数据资源，进行自组织有序的运算，将运算结果展现出来，构建虚拟可视场景，形成虚拟决策场景。政务处理实际上就是由一系列的决策构成的决策流，在数字地球所提供的虚拟场景中，决策流可转化为连续的虚拟决策场景的变换。这样的虚拟政务决策场景变换，使得政务决策过程实现了真正的数字化，而且可以最大限度地保证实时性。支撑虚拟政务决策的所有信息都来自后台复杂的信息监控、采集、集成、融合和处理等过程。这样的数字决策显然是最为科学的，同时也是最为高效实时的。

是各种社会活动的高级形态。以其他各类活动为依据，是一个处于社会运动形态顶层的人类综合决策运动。要综合应用各类活动的信息，力图使决策活动更加全面合理和高效。政务的信息表达形态即电子政务，在数字地球的总体框架中属于高端应用，它要以各类信息资源为支撑，是一个典型的复杂系统。由于政务信息资源是国家信息资源的核心部分，对于国家信息安全关系重大，因此，安全是首要的考虑因素。在数字城市、数字中国的战略中，信息安全体系是最为重要的保障性体系。政务信息资源的安全性要求，必须在数字城市、数字中国的整体框架中得到切实的解决。

三、电子政务信息共享面临的困难

信息整合和共享是实施数字地球计划的关键技术，也是目前世界各国研究的焦点问题之一。要实现信息共享，就要解决以下五个层次的问题：首先要解决数据之间的集成、融合问题；其次要解决应用间的互操作问题；第三要解决业务间的协同工作问题；第四要解决组织间的任务协调分配问题；最后要实现绩效评估标准的统一。对于各个层次，构建相应的标准体系，提供集成、融合、互操作、协同和协调的接口标准和实施机制标准，是行之有效的措施，因此，越来越多的研究集中在标准化体系开发领域。但是，随着研究的深入，人们发现概念及概念间关系的复杂性，是实现信息共享的关键障碍。任何事物，都必须抽象为概念，才能实现数字化。也就是说，现实世界中的事物，必须经过人脑抽象，与概念世界中的概念进行对应，才能转化为概念世界中的元素，而只有概念世界中的元素，才有机会在数字地球中出现。由于现实世界事物间的联系是普遍的，因此，概念之间的联系也是普遍，这种概念间联系的普遍性，可以用概念间关系网络来形象地表示。如果人们对现实世界事物与概念世界中概念元素间的对应关系理解不一致，那么概念所对应的元素与现实世界中的事物就会根本不同，就根本不可能在数字地球中做到信息的共享，最后将导致数字地球的虚妄性。因此，构建一个全球各行业各领域共用的概念网络，是数字地球研究的当务之急。

作为数字地球层次体系中的应用层要素，电子政务层既要实现同层内的信息共享，还要实现与其他层次间的信息共享。特别是由于政务处理本身就是综合决策过程，因此，信息共享显得尤为重要，而构建电子政务信息共享的概念网络体系就是电子政务研究的关键问题。这个概念网络体系叫做概念模型。

信息共享的难点在于概念的语义异构和语法异构。语法异构主要是因为不同信息团体对概念的使用方法不同所致，而语义异构是由于对客观事物本质的认识差异所致。因此，语义异构问题是影响信息共享更为根本性的问题。为了解决概念的语义异构和语法异构，研究人员尝试了各种方法，其中最具成效的莫过于本体论方法。电子政务信息共享可划分为数据模型、应用协同机制、职能边界确定、政务分类、绩效评估等层次。技术、规范和安全等标准体系是电子政务信息共享的关键支撑环境。不同层次应该具有相应的信息共享模型体系，这些模型体系相互之间具有一定关系，它们共同构成一个统一的电子政务信息共享模型体系。这个统一的电子政务信息共享模型体系首先要采用一套共享的概念体系来构建，即概念模型体系，用以支持电子政务的语义信息共享。在这个概念模型体系支持下，电子政务语法信息共享才可能正确实施。这个概念模型体系，用本体技术来构建，就是电子政务本体。由此可见，电子政务信息共享本体，即e-Gov Ontology，是电子政务信息共享研究的关键课题。有关本体的知识，受篇幅所限，这里不做详细介绍。

电子政务信息共享的目的是为了提供统一、高效的政务服务。服务是电子政务的核心理念，一站式服务是电子政务所追求的目标。一站式服务需要集成、整合和共享全社会所有的政务资源，需要最大限度地降低资源的冗余存储，需要保持政务资源的一致性，需要所有政务处理系统提供高效的互操作机制，而这些技术正是电子政务服务模型所需要面对和解决的关键问题。因此，在此将前述的电子政务信息共享模型更一般地称之为电子政务服务参考模型，电子政务的服务参考模型用本体技术来表达，就是电子政务服务本体。电子政务服务本体，是解决当前迫在眉睫的电子政务信息整合、共享和互操作的有效方案。

此外，数据必须经过优选、深加工才能成为有效信息；信息再经过科学的深加工过程，才能增值，升华成为知识经济的要素[2]。数据挖掘是“数字地球”战略至关重要的环节，也是最薄弱、最有发展潜力的环节。数据挖掘的目的是从浩如烟海的数据和信息中发现和突现知识，而知识才是决策支持的真正力量源泉。数据和信息必须经过知识化处理，才能真正被高效利用。由于电子政务本身就是一个决策过程流，数据挖掘对它来说具有非同寻常的意义。然而，数据挖掘长期以来一直是电子政务面临的巨大难题。其中一个重要因素，就是政务领域的知识模型问题。只有在科学合理的政务领域知识模型支持下，才有可能进行客观有效的政务数据信息挖掘。但是，由于政务领域的复杂性，其领域知识体系不仅涉及范围广大，而且充满了不确定因素。据此，可以推断，政务领域知识模型将是电子政务建设所面临的又一个巨大挑战。

四、基于3S的电子政务应用

遥感（Remote Sensing，RS）、地理信息系统（Geographic Information System，GIS）和全球定位系统（Global Positioning System，GPS）是实现数字地球的核心技术支撑，如果没有3S技术（上述RS技术、GIS技术和GPS技术的简称），数字地球就根本无从谈起。因此，从数字地球的视角来观察电子政务，我们首先就会想到基于3S的电子政务应用。陈述彭院士在《遥感应用与数字地球》一文中认为，数字地球是遥感应用功能的延伸，可将其分为五个步骤：数字化、信息化、知识化、再现、决策[4]。RS的主要作用就是获取数据，实现对地球观察的数字化；而信息化则是从海量数据中提取有效信息的过程；知识化是通过各种专业应用模型，从有效信息和数据中凝练出规律；再现是通过虚拟仿真，重建自然或社会的历史过程，延伸和预测未来发展趋势，提供可能的解决方案；最后一步是决策，则是指由决策部门、集体或个人审时度势，对多种方案做出取舍。政务过程集中表现为决策过程，它要以数据化、信息化、知识化和再现等步骤为前提和基础。GPS技术主要是提供地理定位支持，这对于基于位置的政务服务具有重要的支撑意义。GIS技术的作用就在于实现数据的信息化管理，并在领域知识模型的支持下，尽可能地从信息和数据中凝练出知识。此外，GIS也将承担决策场景虚拟再现的任务。由此可见，GIS技术对于数字地球框架中的电子政务的实施具有深远意义。

据统计，80%的信息资源是与地理要素有关的。因此，与地理要素有关的政务是电子政务的重要构成部分。自然资源管理、环境管理、城市建设、地籍管理、交通运输、国土安全等与地理要素直接相关的自不必说，即便是看起来与地理信息最无关紧要的办公自动化系统，也可以将GIS的图层方法引入，形成基于图层的公文批示解决方案。可以这样说，只有实现了基于3S等技术支持的电子政务，才可以认为是真正的电子政务。换句话说，只有在数字地球的框架中实施的电子政务，才可称之为真正的电子政务。而GIS等技术也只有作为普通工具应用于包括电子政务的各类专业应用系统中，才可以焕发出新的生机。

五、结束语

数字地球的体系结构是一个多层次系统，其中的数据层和应用层也是一个多层次体系。电子政务信息资源处于数据层次体系的顶层，而电子政务应用也处于数字地球应用层次体系的顶层。电子政务是数字地球框架中的高端应用系统，也是数字地球的重要服务目标之一。在数字地球框架中的电子政务才真正体现了信息社会中的政务决策形式，这一认识思路也许会对健康、有序、正确地推进社会信息化建设向纵深发展起到一点积极作用。

参考文献：

Gore A L.The Digital Earth：Understanding our planet in the 21st Century[R]．California，1998

陈述彭．“数字地球”战略及其制高点[J]．遥感学报，1999，3（4）：247-253

李琦，杨超伟．“数字地球”的体系结构[J]．遥感学报，1999，3（4）：254-258

陈述彭．遥感应用与数字地球[EB/OL]．[2007-05-22]．nrscc.省略/mj/mj2.asp?num=706

作者简介：

李海军，男，北京大学遥感与地理信息系统研究所博士生，主要研究方向为电子政务与数字城市。

高爱乃，男，太原理工大学轻纺工程与美术学院副教授。

无人机遥感技术的概念篇8

先说操作，把一架已腾空的航模交到你手上，不出30秒绝对坠机；再说制作，航模需要空气动力学、无线电通讯、电路与油路控制等知识，还需要极强的动手能力；最后是法规，国家对于航模运动有专门的法律，比方说航模的起飞重量超过15公斤则属于无人机，必须向航空管理局申请通过后才能起飞。

在这里，栏目主持人――猫哥，在《初中全科导学》进入改版的第十期，也是未来的《科学FANs》，郑重地告诉读者们，航模不是玩具!不可否认，地摊都卖遥控车和遥控飞机，但那些都是玩具。

一般来说，航模分为航空模型和航海模型。近年来由于数字通讯技术与传感器技术的进步(出现了小型化的碟刹、离合器、ABS防抱死装置)，加之小型内燃机愈发稳定，陆地车辆与坦克也成为航模的重要分支。

以天上飞的固定翼为例，猫哥给大家做一个知识普及。

首先，航模需要遥控发收设备、动力设备与传感设备。

遥控设备分为发射机与接收机，传统的无线电调频已经被数字2.4G通讯技术取代。对于遥控设备有一个“通道”的概念，玩具一般为3通道或者3.5通道(这是一个虚假概念)，而航空模型必须在4个通道以上，每一个通道对应一个传感器，比如说油门、副翼、襟翼水平舵与水平尾翼。

猫言猫语：特别强调，国家对于航模遥控设备有明确规定，以下三点要特别注意。

1.接收设备只能收，不能发，航模上不允许安装信号发射设备。

2.出厂的航模遥控器在没有取得无线电管理局许可前，不能安装功率放大器。

3.飞机场为圆点5公里内，不能使用航模，遥控赛车都不行，玩具除外。

航空模型按动力主要分为活塞发动机、涡轮喷气发动机与电机三种，其中电机又分为有刷电机和无刷电机。前面两种发动机都属于燃油机，造价较高且需要复杂的油路控制系统，电机动力是现今最经济划算的选择。

有刷电机属于直流电机，扭力较小，已经基本淘汰。无刷电机属于三相交流电机，转速高扭力大，需要专门的电子调速器将直流电转换为交流电。外转子无刷电机扭力非常强大，多用于螺旋桨飞机。内转子无刷电机转速极高，多用作涵道动力，与喷气式飞机动力结构类似。

猫言猫语：无刷电机以KV(千伏)计算转速，即在不同的输入电

压下有不同的转速。例如小编有个外转子无刷电机为

1300KV，指的就是每提供电压1v，转速为1300榭分，2芯锂

电池为7.4V电压，则转速为9620转/分。

锂电池组+无刷电子调速器是电力航模的动力来源，锂电池提供的直流电经过电子调速器，以三项交流电输入到电机，其中有一个电路接收发射机信号，由这个电路控制航模的油门。原理和高速列车的动力系统近似。

航模起飞以后，需要控制各种舵面来实现飞机的动作，这就需要一种名叫舵机(源于大型船舶的舵面控制)的传感器，它由微型电机与齿轮组成，接收无线电信号后采取相应的动作，以推或者拉的方式控制舵面。此外，直升机与某些高档固定翼飞机还会安装陀螺仪。用以控制飞机的平飞姿态。

航模的机身材质选择很多。轻木材料+蒙皮，EP0泡沫塑料或者KT板都可以用作机身，由于不同的飞行强度与各机型的空气动力特点，也影响着机身材料的选择。

轻木材料适合大型飞机。可以稳固安装内燃机或者大型电力动力组，可以设置更多的舵面以实现空中飞行特技；EP0材料成本低廉，易于修补。给机翼安装碳纤维杆也能实现特技飞行。也是最常见的机身材料；KT板制作的飞机只能说神似飞机。安装也很简陋。但是由于本身材质非常轻，极小功率的动力就能实现非常怪异的飞行，也被称为“飘飘机”。

猫言猫语：作为航模，推重比(推力÷机身重量)不一定要大于1，大于0.8的值就能正常飞行。如果是特技飞行爱好者，其飞机推力必须大于机体重量。另外要特别注意，单螺旋桨飞机会产生反扭矩，所以安装的时候要注意反向倾斜3度。