低空无人机遥感技术范文

低空无人机遥感技术篇1

关键词 无人机；遥感数据获取；应用优势

中图分类号 TP7 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）104-0121-02

0引言

无人机遥感是利用先进的无人驾驶飞行器技术、遥感传感器技术、遥测遥控技术、通讯技术、GPS差分定位技术和遥感应用技术，快速获取国土、资源、环境等空间遥感信息，完成遥感数据处理、建模和应用分析的应用技术。第一，对场地要求低，作业方式灵活快捷，能快速响应拍摄任务；第二，平台构建，维护以及作业成本相对较低；第三，因其飞行高度低，能够获取大比例尺高精度的影像，在局部信息获取方面有着巨大的优势；第四，飞行高度一般低于1000m，不必申请空域；第五，能够获取高重叠度的影像，增强后续处理的可靠性；第六，便于携带转移方便。现在无人机已经应用到了各个领域各个行业中，本文主要对无人机遥感，在测绘行业中的应用及发展，做些阐述和探讨。

1无人机遥感系统组成

无人机遥感系统组成包括硬件、软件和通讯系统，其中硬件系统又包括了飞行设备和遥感设备。

2 无人机遥感监测的特点

2.1快速、高效

突发事件发生后，无人机可以立即响应，并对测区进行全面监测，单台无人机每天的监测能力最高可以达300平方公里，监测效率会得到大大的提高。

2.2直观、全面

随着遥感影像处理技术的发展，可以利用无人机遥感影像生成高分辨率图像，通过图像可以直观辨别污染源、可见漂浮物等信息，生成分布图，为环境评价、环境监测等提供真实的依据。

2.3大尺度、宏观性

无人机可以实现不同航高、大区域的飞行，实现低空间小范围的精确监测的同时，还可以进行高空间、大面积监测。并可以多架次，反复对测区进行监测。

2.4分辨率高、采集速度快

无人机获取影像具有较高分辨率，最优分辨率可达0.1m，超过所有的卫星影像数据。对场地要求低，作业方式灵活快捷，能快速响应拍摄任务，数据采集速度快。

2.5处理速度快、成本低

无人机获取影像数据，成本相当于利用卫星获取影像数据，但却拥有航空影像获取的优势，并在影像获取后，采用高性能的处理技术，可对数据进行预处理及后处理，生成高程数据。数据处理速度快，数据获取成本低。

3无人机遥感的应用

3.1无人机与国土监测

国土监测的主要工作之一是对国土变化进行实时监测。传统实地调查的方式具有滞后性，不能及时的反应土地的变化情况。卫星遥感数据由于采购时间长等原因，具有一定的限制，且分辨率低，同样不能反应土地的实时变化。航空遥感受气候和航空管制的制约，在突发状况下，难以保障在第一时间到达监测区域。而无人机遥感克服了以上缺点，能及时发现违规违法用地、滥占耕地、非法开采和生态破坏等现象，及时反馈并进行制止。

3.2无人机与地质灾害监测

我国是一个地质灾害频发的国家，主要的地质灾害又集中在山地地区，该区域气候恶劣，受云雾影像较大。航空遥感所获取的影像受云雾影响，分辨率不高。而无人机能低空飞行，不受云雾天气影响，获取成本也较低，影像分辨率高，灵活方便，能及时对灾害发生情况、影响范围、交通情况与潜在次生灾害的调查提供技术支持，并且能够保障作业人员的安全，避免人员的再次伤亡。利用无人机低空图像与地质灾害信息在空间上叠加，可以得到直观的地质灾害现状图。

3.3无人机与环境监测

环境监测的主要对象为各类自然保护区、环境污染和环境事故应急监测，保护区大多具有面积大、位置偏、交通不便等特点。传统的调查方式不能及时有效地进行监测。无人机遥感系统能获取高分辨影像，能清楚的分辨保护区内的植被、水文、人类活动影响范围等，能及时的发现保护区的破坏情况并进行实时的保护。无人机遥感从宏观上观测污染源分布、排放状况，实时监测跟踪突发环境污染事件并及时取证。在环境事故突发，条件恶劣的情况下，无人机能低空飞行，动态获取事故的发展情况，为环境部门应急管理提供技术支持。2010年的大连输油管线爆炸，约50km2海面受到污染，环保部利用无人机技术在恶劣条件下低空飞行，提供海面油污监测数据，动态反应溢油发展情况，为环境监测应急管理提供重要技术支持。

3.4无人机与城市绿化监测

城市绿化监测的重要内容是监测城市绿地情况，进而评价城市生态环境现状。通过无人机在低空航摄获取的影像分辨率高于通过卫星获取的影像，且能突破卫星影像楼层阴影的影响，获取数据更加准确，更能满足城市绿化测定工作，可以为政府掌握城市生态环境提供重要的数据。

3.5无人机遥感在应急保障方面的应用

自然灾害具有突发性特点，灾害应急救援的关键是灾害发生后的快速反应。及时快捷的灾情信息对于及时制定救援策略，提高救援效率和质量起着至关重要的作用。无人机遥感系统具有实时性强、机动灵活、影像分辨率高、成本低的特点，且能够在高危地区作业，使得无人机遥感可以在自然灾害发生后迅速反应，第一时间掌握灾区情况，在应急保障方面发挥重要的作用。目前，无人机遥感已经在四川汶川大地震、芦山地震中发挥了重要的应用。

3.6在其它领域的应用

除了在上述行业中的应用外，无人机还能广泛的应用于气象、水利、农业等各行各业中，可以在短时间内为各行各业提供高分辨率影像数据，提高这些行业的工作效率，为规划、决策提供依据，使决策更具有科学性。

4 应用前景

目前我国在无人机的使用上仍处于初级阶段，无人机遥感作为一个新兴产业，还没有被更多的人所了解，所以市场还有一定的局限性。但是随着测绘行业和无人机行业的不断发展，无人机遥感将会在很短的时间内被应用于各行各业的生产实践中，在无人机上搭载不同的民用设备，就可以应用于不同的领域，无人机遥感市场将在未来几年迎来跨越式发展。

5 结论

无人机以其机动灵活、使用成本低、分辨率高、现势性强、不受场地限制等优势成为遥感科学的又一强有力工具。无人机所获得的高分辨遥感影像数据可运用于国土、水利、环保等各个领域，减少工作强度和资金投入，提高工作效率。无人机的优势和作用也在一天天的突显，在遥感工作中将有着更为广阔的发展和应用空间。

参考文献

[1]金伟，葛宏立，杜华强，徐小军.无人机遥感发展与应用概况[J].遥感信息，2009（1）：88-92.

低空无人机遥感技术篇2

关键词:无人机系统；快速测绘；分析

Abstract: Combined with the actual, this paper introduces the concept of the UAV system fast mapping, and analyzes the specific operating processes and advantages and disadvantages, for your reference.

Key words: UAV system; fast mapping; analysis

中图分类号:TP79文献标识码： A文章编号：2095-2104（2012）

近年来,随着经济建设的快速发展,地表形态发生着剧烈变化,迫切需要实现地理空间数据的快速获取与实时更新。航空摄影是快速获取地理信息的重要技术手段,是测制和更新国家地形图以及地理信息数据库的重要资料源,在空间信息的获取与更新中起着不可替代的作用。应实时化测绘的需求,无人机航摄近年来发展迅猛,随着无人机与数码相机技术的出现与发展,基于无人机平台的数字航摄技术已显示出其独特的优势,在应急数据获取与小区域低空测绘方面有着广阔的应用前景。无人飞行器与航空摄影测量相结合,成为航空对地观测的新遥感平台被引入测绘行业,加上数码相机的引入,就使得“无人机数字低空遥感”成为航空遥感领域的一个崭新发展方向。“无人机数字低空遥感”有低成本、快捷、灵活机动等显著特点,可成为卫星遥感和有人机遥感的有效补充手段。本文主要论述了无人机数字航摄系统的性能与特点以及利用其实施的低空摄影测量试验,通过试验论证了该系统的可行性与优势。

1、“无人机低空遥感”系统简介及发展状况

无人飞行器遥感技术有其他遥感技术不可替代的优点,可成为卫星遥感和有人机遥感的有效补充手段,该技术主要涉及飞机平台、测控及信息传输、传感器、遥感空基交互控制、地面实验/处理/加工、以及综合保障等相关技术领域。我国无人飞行器航空遥感技术的进步不仅表现在无人飞行器的研制,还表现在正好适用于航空遥感的飞行控制系统、遥感通讯系统的研制,更表现为轻小型化传感器及其数据处理系统相匹配的航空遥感系统集成,最终形成可执行航空遥感任务的业务系统。

目前,我国已有多家科研机构和公司研制出轻小型无人机遥感系统(固定翼无人机和无人直升机低空遥感系统)。目前比较适用的低空遥感无人机,一般任务载重10kg～20kg,安装1～4个面阵数码相机,适宜获取0.05m～0.50m分辨率的光学彩色影像。机上安装GPS和轻小型稳定平台,因此可以支持全自动空中三角测量,实现稀少地面控制点的高精度测量。

“无人机低空遥感”系统组成

本文论述的无人机数字航摄系统是自主产权的“华鹰”无人机数字航摄系统,该系统是是基于固定翼飞行平台的现代化城镇空间数据采集系统,系统见图1所示。该系统采用具备姿态、速度和高度精确控制与数据记录，以GPS导航为基础的自动驾驶仪，搭配千万像素级135型全画幅单反数码相机和姿态稳定云台，可快速获取1:2000大比例尺真彩色航空影像。

该系统的无人机重20kg,长2.1m,翼展2.6m,它采用一台空活塞发动机推进,巡航速度110km/h,升限达到海拔3500m,续航时间3小时。该系统采用了先进的GPS导航自主飞行,航线全自动规划,飞行航迹、高度和姿态高精度自动控制等一系列先进技术,具备了良好的飞行性能,只需要一条100m长的跑道,周围没有突出的障碍物,无人机就可以自主起降,如果采用遥控起降方式,则只需要二三十米长的跑道。起飞后,盘旋一圈,检验飞行状态,就可以按照预先设定的航线,自动飞往预定目标执行任务。它主要包括：

2.1空中部分:云台(含稳定平台)、数码相机、执行部分、自动控制设备、差分GPS、摄像机、通讯设备。

2.2地面部分:地面GPS、手控设备、编码器、计算机、通讯设备。

该系统通过无线链路方式连接连接地面与空中设备。

图1

“无人机低空遥感”系统控制指标

通过各项技术控制,该系统的航摄质量所达到的如下:

3.1 航向重叠度:55%～80%可调,最大可设置为80%,重叠度平均差:≤±4%

3.2 旁向重叠度:25%～50%可调,最大可设置为90%,重叠度平均差:≤±4%

3.3 横滚、俯仰角:≤1.5°;旋偏角:≤3°

3.4 航摄高度稳定能力:≤±5m;

3.5航线偏差:≤±3m;

3.6 1km航线弯曲度:≤0.5%

无人机航摄系统技术流程

数字航摄作业与传统胶片航摄相比,影像无需冲洗和扫描,作业步骤减少了许多,这样可以大大缩短测绘产品生产周期,采用本文论文的无人机数字航摄系统进行作业的具体数字航测作业流程见图2所示。

图2

4.1资料收集及技术设计

首先，应充分收集测区现有资料，主要包括：1:10000地形图、高等级控制点情况、测区地形、相对高度、植被分布、天气状况情况。

4.2 航线及测区划分

根据本测区地形及成图比例尺等因素情况确定本次飞行的航高，确保无人机在安全的高度上飞行。考虑成图精度等因素，如果测区的相对高差较大，还需根据海拔高度分片区进行。考虑地形分布情况，确定航摄时的具体飞行路线。

4.3外业航空摄影

掌握天气动态，选择最有利的外部条件，尽量减少外部覆盖物（积雪、植被）对摄影与测图的不良影响。航摄方向一般均为东西方向，可减弱日照方面的影响。选择航摄时间既要考虑充足的光照度，又要避免过大的阴影。

4.4像控布设及像控点联测

一般采用区域法布设像控点，布设方式成格网状，格网点附近即是像控点的采集区域。在测区及地形变换处应布设平高点。

4.5内业空三加密

无人机所获取的航片有“像幅小，影像畸变大，旋偏角和翻滚角大”等特点，内业计算量非常大。该系统采用的空三加密模块和平差模块可快速并行处理海量数据，能够快速高效地生成大量高精度、高强度的模型连接点，获得高精度的空三加密结果，满足成图要求。

4.6 立体测图

采用现代数字摄影测量软件可自动进行以下工作，如：内业立体判测、模型连接等工作。并具备自动、最优地切换立体模型，无需生成核线影像。极大地减轻了测绘人员工作劳动强度，非常适合无人机航摄成图。

另一方面，由于无人机有其独有的特点，如：像元分辨率低（只有DMC的一半左右），内业判读困难，因此，在实际生产作业中我们应该适当增加大人工干预的力度。尤其要注意对于难于判断其是的点状地物。如：电杆、水塔或烟囱等的判读。

4.7 外业补测及调绘

如果在航摄过程中存在植被遮盖及阴影无法进行立体测图则可采用常规测量方式进行外业调绘及补测。

（略）

5、快速测绘试验及结论

低空无人机遥感技术篇3

Abstract： UAV remote sensing technology has been widely applied to long-distance pipeline because of the difficult management problems of long-distance oil and gas pipeline， such as the long distance， wide distribution， advantageous location of transmission line pipeline， pipeline security protection， and so on. So it needs the help of UAV remote sensing technology. Aiming at the application of UAV remote sensing technology in the long-distance pipeline， combined with the principle of UAV remote sensing technology， this paper discusses how to strengthen the role of UAV in pipeline management.

关键词： 无人机遥感；长输管道；应用；管道管理

Key words： UAV remote sensing；long-distance pipeline；application；pipeline management

中图分类号：P237 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）32-0197-02

作者简介：常文见（1975-），男，河南开封人，北京分公司经理，研究方向为注册工程、测量工程。

1 无人机遥感在长输管道中的应用现状

无人机遥感的发展直接推动了长输管道的应用，在最近十年特别明显。高清晰度卫星的发展是无人机遥感对长输管道管理发展的契机。早在上世纪末，1999年美国发射的Ikonos卫星开启了无人机遥感技术对长输管道管理的先河。紧接着2000年以色列成功发射了EROS-1A卫星以及2001年发射的Quick Bird（0.61m）卫星，高分辨率数据应用技术逐渐成熟，应用的范围也变得越来越广。特别是2002年SPOT-5（2.5m）卫星的升空，航空遥感获得的高分辨率影像数据得以满足工程管道监测的需求。同时也因此增加了卫星数据的应用范围，在深度与广度上都得到了扩展，卫星数据的应用范围依次也得到了延伸，逐渐广泛地涉足到工程建设管理领域。我国卫星遥感数字处理的进程较早，适普公司开发的Imagexuite RS是摄影、测量、数字图像处理以及计算机技术的完整集成，它将遥感影像的处理推向“多功能化、和极简化”的发展方向，这有利于将遥感图像的特点应用到油气工程管线的管理中。而它也成为了保证我国能源动脉安全的重任，而长输管道主要埋设在地段险要，交通不便的地方，这影响了油气管管理员的徒步巡线工作。而缺乏常规人巡线的工作势必会给管道定期巡检带来诸多困难，特别目前打孔盗油现象较为频繁，这些都为管道安全保卫带来了隐患。无人机遥感技术正好与长输管道监测要求相契合，对管道管线空间信息的获取是最主要的功能，这项技术也很快被我国掌握而迅速运用到长输管道管线的管理中。包括“山区管道巡检、近海油气管道监视、灾后次生灾害评价，无人机遥感技术首次应用于管道巡线，补充了传统人工巡线方式，能够帮助迅速定位管道的位置，以更好地应对管道的保卫工作。

2 无人机遥感技术原理

无人遥感技术是一项综合性强，并融合了多学科的综合性现代化卫星信息技术。它融合了无人驾驶飞行器、遥感传感器、遥测遥控、通讯、GPS差分定位和遥感等多种先进技术，真正实现了“自动化、智能化、专题化”。无人遥感技术通过获取遥感的数据，分析处理转换成管道管线的空间信息，其特点是成本低、功耗低、可以重复利用、风险小。诸多优势下无人机遥感很好地完成了空中监测、地面覆盖和数据处理的几大任务。无人机遥感空中部分由遥感传感器、遥感空中控制、无人机平台组成，地面部分由航迹规划、无人机地面控制以及数据接收几部分组成。

其主要作用是通过卫星的控制器控制空中拍摄的状态，在控制半径内通过更改部分控制参数来设计地面规划的控制轨迹，无人机航空控制模块确保了对预定航线遥感影像的采集工作，以及对无人机数据采集、实时接收和遥感影像的后期处理，它关系到了数据采集的实时性和准确性，是无人机遥感技术在长输管道中应用技术的一个关键环节。无人机遥感技术的拍摄相当复杂，拍摄需要进行几何校正，倾角大而无规律，通过若干次的变形再由无人机遥感影像的几何校正原理采取多种方式的集合校正，让数据结果更精确。而多项式校正法的重点并不是空间集合关系，而是对图像变化的模拟，通过对图像变形的“平移、缩放、旋转、仿射、偏扭、弯曲”达到更好的综合变形效果。多次校正后，根据前后影像的的坐标关系的对比，找出一个适当的多项式（包括一次、二次、三次多项式几何校正）来获得精确度较高的结果，这是长输管道管理这个对精确度要求较高行业的客观要求。结果三次多项式的校正，其变换的几何校正法的变换方程为：

x=a1X3+a2Y3+a3X2Y+a4XY2+a5X2+a6Y2+a7XY+a8X+a9Y+a10y=b1X3+b2Y3+b3X2Y+b4XY2+b5X2+b6Y2+b7XY+b8X+b9Y+b10

多项式的系数并不是任选的，而是通过分析遥感获得的原始图像数据变化和像素亮度值而求出，通过变化的多项式系数可以对变换后的像素亮度值进行7个空间的灰度转换。整数的内插得出新的像元值灰度的插值，常用的插值方法很多，包括“最邻近插值、双线性插值、双三次插值”等。应用于长输管道的无人机遥感技术主要采用的是双线性插值。具有没有连续灰度的特点，同时运算量又极大地少于双三次插值，最大程度地保证了数据的准确性。

3 以兰成渝输油管道为例无人机遥感技术的应用

兰成渝输油管道作为我国最长的长输管道，管道沿线地貌复杂多变，大部分地段地质复杂、交通条件恶劣、不利于常规巡线工作的进行，在此，无人机遥感技术就得到了充分的应用，而其主要作用有以下两点：①传统巡线方式的补充巡线作为管道管理的重要内容，巡线工周期性的进行现场巡线就是对管道安全输送的保证，因为管道的路线长、分布范围较广，每个输油站的管道的管理都需要花费不少人力和物力，对于人力无法巡查的地界，采用无人机进行管道的巡线，代替人工巡线，避免巡线的遗漏。与传统人工巡线比较，无人机巡线可以代替几十个人工巡视，缩减人力物力的同时，节省了时间，提高了在恶劣自然气候时的巡线效率，同时受到自然气候和地形的影响较小，代替人员巡线获取管道的地理位置信息。人工巡线的另一大麻烦就是徒步巡线在高海拔、险要地区危险性大，而无人机遥感技术能很好地弥补这一缺点。②无人机遥感技术还能防止管道因为被打孔盗油导致原油泄漏，进而造成的环境污染和管材破坏。这对于打击盗油行为起到了一定威慑作用，超强的反侦察能力，能够加强对盗油现象的监控，由于在巡线不方便的区域往往是打孔盗油的高发地区，巡线人员很难发现盗油人员。而且通过无人机的视频拍摄技术，能够清楚地监测到现场的实际情况，对可疑人员起到监视作用，帮助公安机关找到盗油人员。此外还能够做定点盘旋跟踪，通过无人机在管道打孔油高发地段巡检，可以及时有效警示不法盗油人员，有效保障管道运营安全。

4 无人机遥感在长输管道选线中的作用

从总体上看，无人机遥感在长输管道选择上为“优选管道线路走向方案、工程设计、工程量计算、工程投资估算和工程设防”提供了理论依据和数据支持，总体作用表现在以下三点：①无人机遥感可以直接获得关于管道管线的宏观性基础数据，比如油气长输管道的埋设，以及通过各种手段收集、分析和处理有关“地”的资料。“地形、地貌、地质构造、地层、岩性、工程地质、水文地质、腐蚀场、温度场”等资料都可以从遥感图像中获得。而遥感图像具有“概括性、宏观性”等效应，设计人员根据遥感图像的辅助判断管线工程的可靠性和安全性，测试工程量和投资量，宏观地辅助管道的选线和最优化的管道布置路线。目前，我国长输管道的图像解析工作已经比较宽泛，只进行了“地貌、地质、植被和人文景观的解译”。即便如此，因为遥感技术的推广对于线路方案在工程阶段上的采用还是获得了一定的成功。②可提供动态性、现势性很强的信息资料。卫星可以为地面提供动态性和实时性很强的信息资料，对同一个地区的持续测量有利于精确对同一地区的研究。比如针对河床稳定性的研究，就会转移监测同一地域，比如对“推断洪水频率、滑坡和冲沟”的监测，并通过对数据的分析对其发展趋势做预测性评估。专一性的监测为信息的获取和分析提供了便利，提高了信息获取的实时性，这与目前的地形图分析是不同的，地形图更新缓慢而与现实不符造成巨大的数据误差，而当前的地区区域建设更新非常快，只有无人机遥感获得的地理空间信息才能满足对地区精确定位的需求。③为管道选线提供更多的信息。无人机遥感技术可以为管道选线提供更为丰富的信息，并且“多波段、多时域、多摄站”的图像信息是其他手段无法给予的。通过多重丰富的信息借助计算机仪器不断扩大对区域地理信息空间的监测领域，而这些精确度高、解析质量高的图像同时应用于对腐蚀性土壤的研究，利用遥感卫星技术可以保证和监测地下管道的安全。可以预见，随着无人机遥感技术研究的逐渐深入，越来越多有用的信息将会得到挖掘，技术人员也可以更多地把遥感图像翻译成现成的信息。

5 结论与展望

遥感技术的应用研究和实践早在上世纪末已经取得了很大的成就。对于长距离管道运输线的建设是一项巨大而又持久的建设，特别是最近十年高分辨率卫星的迅速发展直接推动了长距离输油输气管道工程的建设。无人机遥感因为其作业效率高、灵活性强、使用方便、能够完成高难度动作而在长运输管道上广泛运用。因为可以为管道提供无人遥感巡线中的可靠地段沿线的数据，能够弥补因为无法人工巡线带来的真空地带，而造成的数据遗失。在管道保卫中起到了不可替代的作用。再者，通过分析传来的无人机的视频图像，根据现场的状况做出及时的追踪和调整。在危险情况下做出应急处理，第一时间控制危险源。所以加强对无人机遥感在长运输管道的应用对于无人机遥感技术在灾害识别和次生灾害评估发挥着先进的作用，当无人机遥感技术得到改进发展以后，无人机管理系统将为长运输管道的管理质量的提升发挥出越来越重要的作用。

参考文献：

[1]孙泽民，王建宏.长输管道管理现状分析及其对策[J].储运安全，2007：37-38.

[2]回金伟，葛宏立，杜华强，等.无人机遥感发展与应用概括[J].遥感信息，2009（1）：88-92.

[3]张祖勋.航空数码相机及其有关问[J].测绘土程，2004，（4）.

[4]金伟，葛宏立，杜华强，等.无人机遥感发展应用概况[J].遥感信息，2009（1）：AA-92.

[5]宙添杰，宫阿都，李长春，等.无人机遥感系统在低温雨雪冰冻灭害监测中的应用[J].安徽农业科学，2011（1）：17-24.

[6]王新，陈武，汪荣胜，等.浅论低空无人机遥感技术在水利相关领域中的应用前景[J].浙江水利科技，2010：27-29.

低空无人机遥感技术篇4

关键词：无人机；特点；应用；对策

一、无人机遥感技术的特点

响应快速。无人机简单的操作方式和灵活的运输系统能快速响应使用者的操作指令，可在短时间内完成升空准备，并且迅速到达环境监测的区域，快速获取到遥感监测的结果，为环境保护工作者提供了便利、高效的使用体验。

自主性强。无人机一般飞行高度在50米至4000米之间，可以按照既定航线完成自主飞行、拍摄、监测等任务，速度稳定，能保持平稳飞行，易于控制，受天气环境影响小。

图像高分辨率。无人机在空中拍摄时能保证获取的图像均有高分辨率，能够搭载高精度数码成像设备，继而获取精确的环境信息，适用于大比例尺遥感应用的需求。

自动诊断排障。无人机操作已经趋于自动化和智能化，因而飞行过程中出现遥控失灵或类似故障，无人机可自动诊断，返航到起飞点区域等待直至故障解除，地面控制人员可通过简单的操作培训来掌握无人机操控方法。

使用成本低。无人机可根据不同的需求配置不同的软件处理模块和遥感技术系统，不但能满足各行业不同监测任务的需求，还能节省大量人工成本，并且其飞行操作更为简便，使用人员可快速完成培训，从而掌握使用方法。除此之外，无人机的存放和维护都非常简便，可节省大量费用。

二、无人机遥感技术的在环境保护领域中的应用

（一）环境监测中的应用

传统的地面定点环境监测方式往往具有局限性，只能片面反映某一区域的环境情况。使用无人机遥感技术则能充分发挥其连续性好、视线范围大等特点，真实地反映整个区域的准确信息，并且从整体性和连续性等方面进行数据分析，构造完整的环境监测图像。其次，无人机遥感技术的应用广泛，例如陆地土壤环境植被覆盖面积变化、土壤污染和地面水污染产生量估算、建筑工程选址、森林山火防护监测、海上原油溢出面积和溢出量估算、城市街道规划以及垃圾回收站点设置、重大自然灾害及次生灾害紧急评估和侦察等，无人机遥感技术为生态系统的维护提供了重要的依据。同时，无人机遥感技术可以充分发挥其自主性强的特点，运用在高危地方，使用者不需要亲自到危险地区就能采集环境信息完成监测任务，保证了人员的生命安全。

（二）环境应急中的应用

当紧急危险事故突发之时，如交通堵塞、地震灾害等情况发生之时，救险人员难以及时获取现场环境的实况信息，无人机遥感技术却能够第一时间对现场完成监测分析，检查环境的变化规律，为救险人员紧急疏散群众到安全区域提供了依据，降低了环境应急处理工作人员的工作难度，提高了效率，减少了财产生命安全等损失。例如，在汶川地震发生后，工作人员通过无人机及时获取到了北川、汶川、映秀等受灾严重的地区的航空影像，为救援人员的抗震救灾工作开展提供了决策依据。

（三）生态保护中的应用

人类直接或间接地向环境排放大量地污染物或能量，已经超过了生态系统自身的净化能力，长此以往，将会使环境质量降低，对人类的生存和发展造成严重影响。政府相关部门逐渐开始重视环境污染的问题，将未受到污染的自然区域划分为特定的自然保护区，安排专业人员进行管理和监测，而自然保护区域往往空间范围广、交通通行不方便，采用有人驾驶飞机监察环境危险性高，而且采集的数据不精确，还耗费了大量人力和物资，因而生态环境保护工作的开展受到很大限制。在这样的状况下，环保部门可以利用无人机遥感技术采集可见光及红外等信息，研究出可预测土壤湿度的模型，对江河、土壤、植被、空气和地面水水质等进行宏观观测，实时分析和跟踪突发环境污染事件的发展，以便及时采取有效措施来降低污染造成的损失。

三、无人机遥感技术存在的问题及对策

（一）o人机的设计技术限制

尽管无人机的应用范围广泛，几乎覆盖整个生态系统，但是由于其体积小、质量轻，因而受工作区地形条件和天气状况限制。大风或暴雨天气时，无人机的控制受影响大，无法进行必要的环境监测工作，特别是自然灾害发生的紧急状况，往往伴随着恶劣的天气状况。

对策：针对这样的恶劣环境，无人机的起降场地可以采用弹跳起飞、伞降、撞网回收等方式，无人机自身的设计也从其自身载重、作业环境、作业特点等方面着手，注重无人机的抗风性能设计和展开时间掌控，保持无人机软硬件设计和成本费用之间的平衡，在技术上争取革新，尽可能满足实际需求，同时也要求其成本费用不可过高。

（二）遥感传感器技术的限制

无人机时通过航空飞行完成拍摄工作的，因此保证其飞行姿态的稳定，是保证无人机完成旋偏角、俯仰、滚动等动作的前提，而实际工作中，传感器采用的相机非专业拍摄使用，光敏度、像点位移、镜头成像畸变等系统误差存在非常普遍。

对策：研究发明合适的多光谱传感器纠正技术，提升无人机的系统作业效率和影像的清晰度，改善影像的质量。在此基础上，利用纠正图像镶嵌技术对计算机视觉模型生成的点云数据进行分析，改善无人机遥感系统中的大小问题。除此之外，进一步对无人机遥感技术中的系统缺陷进行研究，诸如无法准确获取参数以纠正影像、影像数量多、拼接任务重、预处理工作复杂、自动分类的精度低、过于依赖人工目视解译等情况。

四、总结

无人机遥感技术在水环境质量检测、大气环境质量检测、生态环境监测保护、废弃物以及污染情况监测、紧急情况监测和风险防控等方面已经得到了广泛的应用。其技术不断成熟和完善，为环保工作者提供了全面、系统的数据支撑和技术支持，为环境保护领域的发展做出了巨大贡献。

参考文献：

低空无人机遥感技术篇5

关键词：无人机航测；应用；探讨

中图分类号： X703 文献标识码： A

引言

无人机航测遥感技术是继卫星遥感、大飞机遥感之后发展起来的一项新型航空遥感技术，在应急测绘保障、国土资源监测、重大工程建设等方面得到广泛应用。它是一种不失机动灵活、可以实现快速响应又低成本、精度高的一种航测技术。但也存在影像航向重叠度和旁向重叠度不规则、像幅小像片数量多、影像的倾角过大且倾斜方向没有规律、航摄区域地形起伏大、高程变化显著，影像间的比例尺差异大、旋偏角大，影像有明显畸变等，这些情况都对现有航测技术提出了挑战。目前国内无人飞行器航测遥感技术在测绘行业有了很大的推广应用，但大都是生产制作DOM及DEM，对于大比例尺DLG的生产只是进行过小面积实验，很少进行实际的生产应用。从生产案例出发，以目前最先进的航测技术为主线，对生产过程中无人机航测与大飞机航测的不同、无人机航测的一些特殊问题进行了分析探讨和解决。

1、无人机低空摄影测量的发展现状

随着无人机低空摄影测量技术的成熟和经济建设的需要，无人机测绘已经逐渐渗透到多个领域。美国航空航天局也将多种无人机应用于森林火灾监测、精确农业、海洋遥感等研究项目。澳大利亚也利用全球鹰搭载成像SAR进行海洋监测研究。在可见光遥感方面，国外的无人机低空摄影测量通常加载高精度的POS，自动化程度高，大大减少了地面控制的数量，但是造价昂贵，国内的无人机航测尚无加载高精度POS的先例。在国内，多家单位在无人机低空摄影测量方面进行了大量有益的技术探索，积累了一定的经验。西安大地测绘有限公司自主设计了多套无人机遥感系统，该系统由无人机摄影硬件系统和无人机摄影软件系统组成，实现了城市地区高分辨率彩色影像的获取。青岛天骄无人机遥感技术有限公司研制了我国首个50kg级“TJ型无人机遥感快速监测系统”，是我国首套用于民用遥感监测的专业级小型无人机系统，可为海洋遥感服务。中国测绘科学研究院于2003年完成了“UAVRS－II型低空无人机遥感监测系统的研制”项目，实现了无人机遥控半自主和自主两种控制方式，利用获取的影像制作了数字正射影像和线划图，开创了国内无人机应用于测绘领域的先河。当前国内无人机低空摄影测量技术逐渐成熟，自2009年起，国家测绘地理信息局陆续为国家测绘局航测遥感院和多个省市测绘局配发UAVRS－10B等型号的无人机，该型无人机任务载荷5kg，续航时间1．5h，航摄相机多为佳能5DMARKⅡ相机，已基本具备实现大比例尺基础测绘和应急保障的能力，为实施区域测绘、目标定位和应急保障提供了全新手段。随着智慧城市建设任务的进一步推进，无人机低空摄影测量必将为城市建设发展提供更加有力的测绘保障。

2、无人机航测技术应用分析

2.1、无人机航测技术在地质环境治理中的应用

2.1.1、像控点布设

像控点的布设采用两种方法，一是在四等GPS控制点上布设地标，二是利用航片进行刺点。

2.1.2、像控点测量

采用单基站RTK方法进行，在已知点上设站，采用原有四等控制点求取整测区七参数，求取七参数时，对选用的已知点的可靠性进行了检核和优选。平面的转换残差均小于3cm，高程拟合残差均小于5cm。移动站采样间隔为2秒，直接测出像控点的三维坐标，取两次测量的平面坐标中数和三次高程中数为最后成果。

2.1.3、内业数据处理

利用无人机航空摄影资料和像控成果，在全数字摄影测量工作站PixelGrid软件中进行空中三角测量计算；将空三成果导入Virtuozo摄影测量工作站，恢复立体模型，对影像进行判读，按照相关规范及要求，对地物、地貌要素进行了采集，输出符号化的分幅采集数据；参照已有成果及正射影像，依据项目设计、相关图式、规范等技术要求，在基于AutoCAD平台的图形编辑软件CASS上对立测采集数据进行图形初编、图廓整饰，形成DWG格式的DLG数据成果。

2.1.4、数字高程模型（DEM）制作

此次DEM的制作是用采集数据（先对采集数据进行编辑，删除无用数据）直接反生出来，保证精度和DLG数据一致。作业流程是先收集DLG的三维数据，转换成DXF格式，利用专业软件进行内插生成DTM，最后生成DEM。

2.1.5、数字正射影像图（DOM）制作

利用Orthomosaic正射影像制做软件。

2.2、无人机低空摄影测量在城市测绘保障中的应用

目前，专业的测绘型无人机低空航摄系统具有长航时、宽视角、高分辨率等技术特点以及低成本、自动化水平高、操控方便、机动灵活等优势，能够承担高分辨率的低空近景摄影测量，能够承担高危区域和重点区域的遥控航摄，是承担百平方千米量级测区1∶500～1∶10000大比例尺测图任务最经济化的技术手段，也是唯一能够满足用户提出的准实时、高分辨率、高效率测绘应急保障任务需求的航摄方式。无人机低空摄影测量具有高清晰、大比例尺、小面积、高现势性的优点，是卫星遥感与普通航空摄影不可缺少的补充。可为城市中心和规划区域的大比例尺影像地图生产、正射影像制作、数字高程模型的生产和DLG产品提供高分辨率清晰影像数据源，可对重点区域和设施实施应急保障和三维数字建模，同时，可对重点关注区域进行动态变化监测，满足城市信息化建设对各类型尤其是大比例尺高分辨率基础地理空间数据的需求。以下将从高分辨率测绘产品支持、应急测绘保障、三维数字建模和重点区域动态检测等方面对无人机低空摄影测量在城市测绘保障中的应用前景进行详细论述和展望。1)为城市规划区域提供高分辨率的测绘产品随着城市信息化建设的进一步深入，目前新规划以及实施改造的城区非常缺乏所在区域及影响范围内的现势性强的大比例尺、高分辨率、高精度格网的数字测绘产品。目前，已经发射的高分辨率卫星影像分辨率已经达到了约0．5m，尽管如此仍然难以满足1∶500～1∶2000这种大比例尺的成图要求。无人机低空摄影测量可为重点区域提供高分辨率航摄相片、正射影像DOM、高精度数字高程模型DEM、数字栅格图DRG和数字线划图DLG等测绘产品。

2.3、测量区域控制网建立方式

在无人机飞行的过程中，必须要在测量区域中建立好控制网，控制网的大小依据测量区域的大小建立，同时，还要设置好相应的GPS控制点，并保证点位分布的均匀性，根据相应的要求设置好坐标系，以便保证各个控制点均可以获取到最为准确的位置，这样也便于后续的图像处理。测量区外控点现场调控方式将无人机航空摄影测量技术应用在电力工程中时，必须要保证其测量数据与影响的准确性与可靠性，为此，一般使用野外布置像控点方式，在选择控制点时，需要将影像清晰作为首要原则，这样也能够帮助工作人员更好的判断测量的方位，此外，在布置外控制时，要保证控制点设置的均匀性，这样拍摄到的影像才不会存在瑕疵。

3、结语

建议利用无人机航空摄影测量技术进行地形图生产，尽可能在载人机不便或无法完成的情况下，由无人机来完成。如多块小面积、危险场所、远离机场或没有可供其起降场地的区域。总之，目前无人机航测技术应该体现在载人飞机航测技术的补充方面。

参考文献

[1]杨永平,段学云,段德磊,徐春,陈鸿兴.无人机航测技术在输电线路中的应用实践[J].城市勘测,2013,01:29-32.

[2]薛阿亮.无人机航测技术的应用与实践[J].陕西煤炭,2013,06:70-72.

[3]王延莲.无人机航测技术在地质环境治理中的应用分析[J].中国高新技术企业,2014,05:83-84.

低空无人机遥感技术篇6

随着微处理机的大范围应用和计算机信息技术的发展，国家各部门对测绘信息的需要也越来越多，对资料内容的容量需求越来越多，对资料更新的要求越来越大。一种新型的测量方式无人机航空摄影测量不断地出现在公众面前，想要构建数字城市建设、数字中国就需要迫切发展低空无人飞行器航测遥感系统。本文主要通过分析无人机技术的类型以及工作优势，来阐述无人机在测绘测量工作中的应用，希望本文能给从事无人机研究的相关科研人员一定的启发和借鉴。

关键词：

无人机；测绘工程；运用

引言

随着近几年经济的快速发展，我国的各项基础设施在不断的完善中逐渐发展到了一个相对繁荣的时期，在这个过程中，基础设施的建设过程慢慢的被人们重视起来，其中工程测量技术尤为重要，地形的测量也是非常重要的测绘工作。为了更好的完成这两项工作，引进了无人机技术，来完成测绘测量。无人机技术又称为无人机航测遥感技术，是指利用无线电设备控制无人驾驶的飞行器，并应用到生产生活中的一种现代化技术。它具有自动化、智能化、专业化快速获取所需数据信息的特点。在近些年科学技术不断的发展中，这项技术也不断的更新换代，慢慢的在测绘领域中展现出它独特的工作优势，其中包括测绘的实时性、机动性、分辨率等等。无人机技术逐步地将传统测量中的航空拍摄以及卫星遥感取代。无人机可以轻松地将地面影像图片传送回给从事测绘工程的技术人员进行分析和测量，从而大大地节省了测绘人员野外测绘的工作量，取得了巨大的社会和经济效益。

1无人机的类型

目前，无人机的种类繁多。按无人机的控制方式可分为程控与遥控复合控制无人机、预编程自主控制无人机和无线电遥控无人机；按照无人机的用途可分为多用途无人机、军用无人机和民用无人机；按照无人机的重量可分为大型无人机、中型无人机和小型无人机；按照无人机的飞行速度可分为超音速无人机、高音速无人机和低速无人机；按无人机的结构可分为伞翼无人机、无人飞艇、无人直升机、多旋翼无人飞行器和固定翼无人机。伞翼无人机是由纤维织物作为柔性翼面，其特点具有体积小、速度慢、适合低空飞行。无人飞艇最大的特点是自带动力系统，可以自行控制飞行。无人直升机的特点是可以垂直起降并沿着飞行剖面飞行，灵活性和自由悬停高等特点。多旋翼无人飞行器是指机身上均匀分布了两个或两个以上螺旋桨（通常是四旋翼、六旋翼及八旋翼等）的飞行器。它的主要用于航空摄影。固定翼无人机以电池为动力能源，其特点是隐蔽性较好（因为电动机的声音小），适用于高清航空摄影测量。

2无人机在测绘工程中的优势

遥感系统应用在无人机中有很多有效的优势，例如拥有很强的机动性，反应速度快，能够迅速的完成指令，测绘信息精确度高，能够大范围的应用无人机，以及消耗资金少等等。

2.1监测高效迅速，处理效率高

无人机技术的高效性，在处理和应对紧急事件中能够体现出其更大的检测范围，并且能够快速的生成检测区域清晰的图像和各项数据，以供相关部门进行分析和做出相应的对策，这样的优势不仅可以提高测绘的现实性，还可以提高应急服务的能力。其中单台无人机的周监测量最高可达2100km2左右，监测效率得到大幅度的提升。无人机的影像分辨率较之无论国内还是国外的卫星影像，都要高于他们，主要范围就在0.1～0.5m之间。与此同时，还能快速的收集数据，并且高效的处理。

2.2范围大且具宏观性

监测区域情况可以利用三维仿真模拟技术来进行宏观展示，同时这项技术能为相关部门的决策提供便利。不同航空高度的无人机拥有属于他自己的检测范围，可以应对大范围的高空检测，可以对面积较小的地面范围进行实时检测，能够得到精准的检测结果。无人机进行遥感检测作业中，可以实施多架无人机配合工作，主要应对大范围上万平方公里的监测作业。相关工作人员可以将监测到的结果通过光谱进行分析，这样就可以得到大范围的监测数据，在将这些信息和传统信息结合处理分析，最终的得到整个监测区的整体信息。

3无人机技术在测绘测量中的应用

无人机民用需求的扩大以及无人机航摄技术的逐渐成熟，民用领域的各行各业都已经被该技术渗透，它可以应用于国土资源勘察、数字城市发展建设、通讯站的建立、国家地图测绘、城市发展规划、实时监测突发事件、灾害预测和评估、城市街道交通、网线电网铺设、矿产开发、环境管理和生态保护、森林治理、数字化农业等领域。在测绘工程中，无人机主要作用是获取用正射像片编制的带有公里格网、图廓内外整饰和注记的平面图正射影像图。正射影像是指用无人机拍摄的像片画图，且整张图没有任何扭曲的图像。在照片中拍摄出来的只能是一张照片，而照片拍摄出来的是多张照片。由此我们可知，要获得正射像片，需要很多张照片叠加才能生成。

3.1低空无人机测绘测量遥感系统

低空无人机飞行器航测遥感系统能够在各个行业中完美的实现自身价值，并且能够推动每个行业的向前发展，主要是因为他拥有较高的实用性，例如在测绘工作中的应用，解决了在测绘工作中很多技术和环境的难题。还有独特的创新性和优越的主干系统，无人机在新农村建设，数字化城市的建设等等这些方面起到了不可代替的作用。在多个领域都可以应用到低空无人机测绘测量遥感系统，例如一些大型的工程，新型城市的规划，应对各类突发状况，并且能够加快城乡建设。在一些环境条件较为苛刻的工作地点进行作业的时候，经常会遇到因为当地环境的原因不能用传统的航空摄影，例如有高山的阻碍，道路原因不能够实现正常的起降，或者云层过低等等的问题，在这个时候无人机就能够体现出他独特的航拍效果。在任何地形都能够轻松的起飞，进行航空拍摄作业，这样不仅可以提升测量效果，并且能够精确收集高空影像。作为一种有效的监测技术手段，无人机遥感系统可以动态监测，全面而准确的掌握国土资源数量、质量、分布和变化趋势，对相关工作人员进行引导并合理开发和利用土地资源。同时，国土资源监察可以利用该技术及时发现违规违法用地、滥占耕地、破坏生态环境等现象。

3.2土石方测量

利用航测可以算出土石方量，其原理是在无人机飞行过程中，设定一个确定的飞行高度（这个飞行高度是指与地面保持一定的高度），因此也就能知道无人机的飞行高度轨迹，自然就可以得出高程值。然后在利用在PostFlightTerra3D软件就可以算出土石方量。

3.3无人飞艇低空航测系统

无人机对自动化的要求相对于其他技术来说是比较高的，然而map-at/cs则完美的提升了无人机的自动化能力，而且还有效地提升了影像的处理能力。这个系统在大比例尺测图的问题上有很优秀的表现，能够获取高分辨率，高清晰度的影像数据。在无人机装备上有能够自动检校的特宽高清数码相机，在收集影像资料的过程中通过软件进行检校，同时在运用像片重叠关系来减小误差。同时，此系统大幅度的减少了成像系统的重量，满足了无人机低空航测的需求。

3.4无人机测绘测量遥感系统

在无人机测绘测量遥感系统下分别有三种不同的型号，倒桅尾，垂直尾和双发型。这项系统不仅配备了小型数字相机，还能够实现定点曝光摄影以及自动偏旋修正。这项系统主要运用在资金较少的，例如农村建设等等的项目中。虽然花费的资金比上两个系统都要少，但是他仍然拥有着自己独特的高性能，例如，良好的机动性和适应性。征地测量是将集体所有的土地转为国有土地的必要环节。在实施征地测量时往往会发生土地纠纷。特别是对坡度较大土地的征收，村民希望自己以斜面丈量，而国家规定则是以平面面积作为准确面积。所以采用无人机航测，利用正射影像图勾绘，会大大减少由于面积上的认可度带来村民间的纠纷问题。

4结束语

目前中国正处在不断建设和发展中，无人机技术在测量测绘等工作中都展现了他独特的优势和特性，所以相关部门应该不留余力的大力发展无人机技术，使无人机技术不断的创新发展，能够给测绘工作或者其他的各类行业提供技术支持。无人机航测遥感技术是近几年新型的测量工具，它获取信息数据具有全天候和全天时以及实时性的特点，所以其重视程度是非常高的，它带来的经济效益是非常可观的。在研究开发无人机的过程中，做好市场调研也是相当重要的，及时了解各个行业每个客户的技术需求，开发多个定向的研究项目，不仅能够大量的节省资金，还能够充分满足客户的需求。除此以外，还必须建立全面完善的售后服务，开发与无人机相关的网站，主要负责低空无人机测绘测量系统的应用研发。

作者：万树昌 单位：广州市房地产测绘院

参考文献

[1]刘金亨，吕郁青，张晓博，等.无人机遥感在测绘测量中的应用[J].硅谷，2015（1）：134，141.

[2]邹烈泳.论无人机遥感技术在测绘工程测量中的应用[J].建筑工程技术与设计，2014（33）：896.

低空无人机遥感技术篇7

关键词：长输管道；无人机遥感；水土保持

水土保持监测作为生产建设项目水土保持工作的重要组成部分，是水土流失预防监督和治理的重要基础。常规的水土保持监测技术手段无法很好满足生产建设项目水土保持监测准确性、及时性和完整性的要求。无人机遥感具备准确性、实时性和全面性的特点，成为生产建设项目水土保持监测新的技术手段。通过对已完成的西气东输项目前期充分调研分析，通过无人机对项目的重点区域进行遥感监测，对该技术应用于长输管道工程监测进行探讨。

1．工程概况

西气东输二线工程西起新疆霍尔果斯口岸，向东南延伸至上海、香港，全长近万公里，是我国天然气四大进口战略信道中的西北信道，工程新疆段自新疆霍尔果斯口岸入境后，基本沿G312由西向东敷设，从哈密市出疆，管线长度约1340km。本次论文研究对象选择其中典型果子沟路段的两处渣场为例。本次选取果子沟两处渣场，1#渣场设计堆渣量1.5万m3，2#设计堆渣量4.7万m3。渣场主要挡蓄西气东输二线工程管道开挖的弃渣。弃渣堆放场挡土墙呈L形设计方案，两墙肩依山体斜坡为固定支承点，山体斜坡岩性多为坡积和中强风化岩石，挡土墙肩嵌入山坡、梁凸出部位。本次渣场围护设计采用重力式挡土墙型式。1#渣场挡土墙全长236m，采用浆砌块石填筑，优选弃渣料，不够时再外借。挡土墙墙顶宽度0.6m，迎渣面坡度1：0.4，背渣面坡度1：0.2，墙面高度4m，地面以上高度3m，前后墙趾宽度0.5m，高度1m。2#渣场挡土墙全长308m，采用浆砌块石填筑，优选弃渣料，不够时再外借。挡土墙墙顶宽度0.6m，迎渣面坡度1：0.3，背渣面坡度1：0.2，墙面高度2.5m，地面以上高度1m，前后墙趾宽度0.5m，高度1m。挡土墙每隔15m设一道伸缩缝，缝宽2cm，用M2.5砂浆填缝，墙内布设排水孔，采用管径6cm的塑料管，排水孔坡度5％，间距1m，梅花形布置。渣场外坡按照1：2堆至1820.5m，顶部修成5％的坡度，以便于排水。外坡采用浆砌石网格砌筑，网格规格2×2m，采用C15、F200细粒混凝土，网格内播撒草籽。

2.无人机遥感技术在典型区域的监测应用

长输管道工程空间跨距长，多无人区，采取全线普查法获取水土流失数据的难度大，投入大，时间长。因此，监测区域的土壤侵蚀背景数据及施工前后扰动、治理效果的对比等，主要通过遥感监测方法与典型调查方法相结合的途径获得。以遥感影像为数据源，按照《水土保持监测技术规程》（SL277－2002）规定，对监测区域进行外业调查，建立遥感解译标志，通过解译，获得监测区域在施工前后各种土地利用类型、土壤侵蚀类型和侵蚀强度的分布、面积和空间特征数据。

2.1人机交互式解译流程

采用人机交互式解译法进行遥感影像的解译与判读，同时，对比分析重点监测地段的土地利用和土壤侵蚀状况，包括工程区域和扰动带两部分，其中工程区域以管线中心线左右各500m范围为监测区域，扰动带则以管线中心线左右各20m为监测区域。

2.2土地利用解译

在遥感影像的土地覆盖信息基础上，依据人机交互式解译原理和野外实地考察的结果建立项目区土地利用类型典型遥感影像解译标准，形成土地利用现状图。土地利用分类参照国家土地利用分类标准进行分类，本次选择的典型渣场所处位置进行遥感影像处理，分析工程所处的土地利用现状为有林地，见图1。

2.3土壤侵蚀专题信息提取

在土地利用图生成后，以人机交互式解译原理和野外实地考察的结果分别建立土壤侵蚀类型遥感影像解译标准。土壤侵蚀分类、制图和数据库建立均按照SL190-2007规定的标准土壤侵蚀分类分级系统进行。本次工程属于天山山脉，工程沿山间河谷地带布设，典型渣场选取在不影响行洪的山间洼地，所处位置为水力轻度侵蚀区域，详见图2。本次无人机的遥感监测，获到的只是施工结束后的一个时段的数据，只代表了这一时段的现状，本期的数据可与工程施工前、施工过程中的数据对比分析，即可得到工程施工过程中的变化情况，也可了解到工程在自然恢复期的各项措施的实施后的效果。

3.无人机遥感技术特征分析

通过本长输管道工程选取典型渣场的应用实例分析，将无人机遥感技术应用到生产建设项目水土保持监测工作中，可以准确、及时、全面地反映施工过程各阶段的工程进展和水土流失防治等情况，特别是在长输管道等大型线状工程，优势更加突出和明显。（1）无人机准确性高。生产建设项目水土保持监测的重点往往是以米记的水土保持措施，传统卫星遥感对大范围的航拍有优势，但对重点区域精度无法满足监测需求。无人机低空遥感可根据需求，调整飞行高度以获取不同精度的成果。本次无人机低空飞行高度在50~300m之间，遥感像素分辨率为0．25m，经过精度检验，成果平面精度的误差为1～3m，完全满足水土保持监测判读、位置、面积等信息提取的要求。（2）无人机时效性好。无人机遥感与传统卫星遥感相比，较好地弥补了其时效性差和机动性低的缺点。可以根据不同项目监测工作的需求，由现场监测人员确定遥感的时间和范围，在较短的时间内完成遥感影像获取和监测信息的提取，能较及时地反映工程水土流失和水土保持情况，满足定期常规监测和灾害性事件应急监测的需求。而传统的卫星遥感，机动性相对较差，不能及时的由现场监测人员掌握。（3）无人机更直观全面。无人机遥感成果对比传统的常规监测方法，更能较为直观和全面地反映工程现状，不但能为业主、施工、监理、监测等部门在施工管理、施工总体布局、施工进度控制等方面提供支持。而且可为水行政主管部门、业主单位水土保持监督管理提供参考。

4.问题与思考

通过对本次典型工程的无人机遥感调查及数据的分析，以及对新疆区域的无人机应用的调研了解到，目前，无人机遥感技术在新疆生产建设项目水土保持监测中的应用尚处在探索阶段，还存在很多的疑问和不足，需要进一步的改进和研究。首先就是小型无人机，在实际操作过程中，对天气的依赖性较强，受天气的影响较大，在云雾和雨雪天气，对航拍的质量没法满足要求，风力较大时，无法进行飞行，对无人机的损坏比较严重；其次就是在现阶段，无人机的数据采取，需要投入较多的工程技术人员，而且在航拍过程中，技术人员之间操作水平和习惯的差异，对垂直精度有影响，造成的误差较大，所以对采集的数据只能作为参考，不能直接使用；最后就是在实际应用中成本较大，无人机自身成本及配套的影像处理软件费用较高，另外还有操作过程中机体损坏成本，单一的监测工作或者小型工程监测费用不足，无法实施长期的无人机监测工作，所以只能根据工程情况和必要成都，有计划的开展无人机的监测工作。

低空无人机遥感技术篇8

摘要：本文探讨了现代测绘技术的发展现状，并介绍了在矿山测量、湿地、水利工程和精准农业四个方面的应用。关键词：测绘；应用；发展

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。一、现代测绘技术的发展概况(一)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。(二)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。(三)GIS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。二、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。

(一)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。(二)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。(三)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。(四)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。

三、结语以“3S”一体化或集成为主导的空间信息技术体系已逐渐成为测绘学或地球信息学新的技术体系和工作模式，其先进性、时效性明显。现代测绘技术将朝着高科技、自动化、实时化和数字化方向发展。