隨著人類對地球認(rèn)識(shí)的不斷深化，海洋現(xiàn)已成為世界各國新一輪競爭的重要舞臺(tái)，以高新技術(shù)為基礎(chǔ)的海洋戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)將成為全球經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的戰(zhàn)略重點(diǎn)。同時(shí)隨著國內(nèi)無人機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，無人機(jī)平臺(tái)已經(jīng)開始由軍事領(lǐng)域迅速地轉(zhuǎn)向民用領(lǐng)域。在海洋監(jiān)測方面，無人機(jī)作為一種新的遙感監(jiān)測平臺(tái)，飛行操作相對簡單，智能化程度高，可按預(yù)定航線自主飛行、攝像，實(shí)時(shí)提供遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)和低空視頻，成為空間數(shù)據(jù)獲取的重要手段，本文就來說說無人機(jī)在民用領(lǐng)域尤其是海洋領(lǐng)域中的應(yīng)用。
測繪無人機(jī)優(yōu)勢
無人機(jī)搭載傳感器進(jìn)行航空遙感影像的拍攝，一方面是低空遙感被廣泛認(rèn)可，需要旺盛，另一方面則是因?yàn)橄啾容^其它遙感數(shù)據(jù)獲取方式，測繪無人機(jī)擁有不可替代的優(yōu)勢：
性價(jià)比高：現(xiàn)在市場上的國產(chǎn)測繪無人機(jī)的價(jià)格大約在十幾萬到幾十萬之間，可重復(fù)使用的次數(shù)多，除重大事故外不容易損壞，也不存在其它額外的使用費(fèi)用。在自然環(huán)境比較惡劣的區(qū)域，如高原、近海等，即使出現(xiàn)意外也不會(huì)有太大的損失。高達(dá)0.05米分辨率的影像則比衛(wèi)星影像的精度更高。
方便攜帶運(yùn)輸：固定翼測繪無人機(jī)翼展一般不會(huì)超過3米，并可以方便地拆卸。在項(xiàng)目執(zhí)行的過程中，只需要將拆卸后的無人機(jī)設(shè)備放到普通的小貨車中，就可以把操作人員和所有設(shè)備同時(shí)運(yùn)送到目的地。到現(xiàn)場后，半個(gè)小時(shí)內(nèi)就可以完成無人機(jī)的組裝和調(diào)試。
無場地要求：傳統(tǒng)的測繪無人機(jī)起飛方式一般是滑起，需要一段30米至50米相對水平的跑道才能起飛。隨著新興設(shè)備的引入，場地已經(jīng)不再是無人機(jī)起降的阻礙。目前常見的的無人機(jī)除了滑起，還可以通過彈射或手拋方式起飛，降落時(shí)可以直接傘降，對于野外作業(yè)來說極為方便。彈射架可以固定在作業(yè)車的車頂，或者展開后架在地面即可。
機(jī)動(dòng)靈活：測繪無人機(jī)可以根據(jù)所需的影像分辨率來決定飛行高度，在大多數(shù)情況下，飛行高度一般為100～1000米。測繪無人機(jī)搭載的相機(jī)多采用定焦鏡頭，飛行高度的差別直接影響到最終生成影像的分辨率。飛行前設(shè)計(jì)好航線、確定好飛行高度，就可以獲取理想的數(shù)據(jù)。
受天氣影響?。涸趥鹘y(tǒng)的航空攝影中，大飛機(jī)航攝最擔(dān)心出現(xiàn)的問題就是天氣狀況不理想，一旦出現(xiàn)多云的天氣，將會(huì)嚴(yán)重影響成像的效果。但測繪無人機(jī)飛行的高度決定了云層厚度基本不會(huì)影響到成像，尤其是在獲取高分辨率影像、飛行高度低的情況下。
無人機(jī)遙感系統(tǒng)
無人機(jī)是一種有動(dòng)力、可控制、能攜帶多種任務(wù)設(shè)備、執(zhí)行多種任務(wù)，并能重復(fù)使用的無人駕駛航空飛行器。無人機(jī)系統(tǒng)是由飛行器、任務(wù)載荷、數(shù)據(jù)鏈、控制站幾個(gè)主要部分組成。無人機(jī)是搭載載荷、執(zhí)行任務(wù)的平臺(tái)，按照結(jié)構(gòu)形態(tài)可分為固定翼無人機(jī)和旋翼無人機(jī)，根據(jù)其性能和執(zhí)行任務(wù)的范圍可分為超近程無人機(jī)、近程無人機(jī)、中遠(yuǎn)程無人機(jī)等。無人機(jī)可以根據(jù)任務(wù)需求搭載不同的載荷，常用的載荷有可見光相機(jī)、可見光攝像機(jī)、紅外相機(jī)、高光譜成像儀、SAR等遙感遙測設(shè)備。數(shù)據(jù)鏈?zhǔn)菍?shí)現(xiàn)無人機(jī)與地面控制站通信連接的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，可以將任務(wù)載荷的信息實(shí)時(shí)回傳給地面，同時(shí)將無人機(jī)下行遙測信息發(fā)送至地面站，將上行的遙控信息發(fā)送至飛機(jī)和任務(wù)載荷?？刂普臼窍到y(tǒng)的指揮中心，通過軟硬件等設(shè)備配合無人機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行任務(wù)規(guī)劃，控制無人機(jī)起降，實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)工作狀態(tài)發(fā)出系統(tǒng)各種控制指令，并完成飛行的過程相關(guān)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。
測繪無人機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域
在傳統(tǒng)的國土測繪應(yīng)用中，相比較衛(wèi)星影像，無人機(jī)獲取的影像除了分辨率更高，似乎沒有更多的優(yōu)勢。但在更多的應(yīng)用中，無人機(jī)所能做的，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出你能想象的范圍。
國土測繪：相比較傳統(tǒng)的測繪手段，無人機(jī)測繪能夠憑借其機(jī)動(dòng)靈活等特點(diǎn)，在國土測繪領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。通過快速獲取測繪無人機(jī)航攝數(shù)據(jù)，能夠快速掌握測區(qū)的詳細(xì)情況，應(yīng)用于國土資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測與調(diào)查、土地利用和覆蓋圖更新、土地利用動(dòng)態(tài)變化監(jiān)測、特征信息分析等，高分辨率的航空影像還可應(yīng)用于區(qū)域規(guī)劃等。
選線設(shè)計(jì)：遙感無人機(jī)可應(yīng)用于電力選線、公路選線、鐵路選線，能夠根據(jù)項(xiàng)目需求，快速獲取線狀無人機(jī)航空影像，為選線快速提供設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。此外，遙感無人機(jī)還可以針對石油、天然氣管道進(jìn)行選線設(shè)計(jì)和全方位的監(jiān)測，厘米級別的航空影像和高清視頻能夠協(xié)助進(jìn)行安全監(jiān)測與管理，同時(shí)利用管道壓力數(shù)據(jù)結(jié)合影像發(fā)現(xiàn)管道滲漏、偷盜等現(xiàn)象。
環(huán)境監(jiān)測：高效快速獲取高分辨率航空影像能夠及時(shí)地對環(huán)境污染進(jìn)行監(jiān)測，尤其是排污污染方面。此外，海洋監(jiān)測、溢油監(jiān)測、水質(zhì)監(jiān)測、濕地監(jiān)測、固體污染物監(jiān)測、海岸帶監(jiān)測、植被生態(tài)等方面都可以借助遙感無人機(jī)拍攝的航空影像或視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)施。其中，水質(zhì)調(diào)查監(jiān)測、污染物監(jiān)測、大氣環(huán)境監(jiān)測、固態(tài)廢物檢測、秸稈禁燒監(jiān)測是主要的應(yīng)用方向。
水利監(jiān)測：在陸地上，遙感無人機(jī)可應(yīng)用于洪澇監(jiān)測、河道管理、河道污染檢測等。無人機(jī)可根據(jù)地形和河流情況，確定航線，并進(jìn)行凌情應(yīng)急監(jiān)測、灘區(qū)洪水災(zāi)害監(jiān)測、水污染等突發(fā)事件等。此外，遙感無人機(jī)還可應(yīng)用于海岸帶調(diào)查，如填海造地、水產(chǎn)養(yǎng)殖、海岸帶變遷等情況，近海島礁監(jiān)測、船只、藻類、浮標(biāo)等目標(biāo)識(shí)別，以及海洋環(huán)境監(jiān)測等。
農(nóng)林：高分辨率航空影像能夠提供準(zhǔn)確的土地紋理和作物分類信息，可應(yīng)用于農(nóng)業(yè)用地分析、作物類型識(shí)別、作物長勢分析、土壤濕度測定、農(nóng)業(yè)環(huán)境調(diào)查、水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)監(jiān)測、森林火災(zāi)監(jiān)測、森林覆蓋率分析、森林植被健康監(jiān)測、森林儲(chǔ)積量評估等。能夠針對特定農(nóng)業(yè)作物，確定種植面積、生長狀況、生長階段和產(chǎn)值預(yù)估，比如在煙草、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等行業(yè)有重要應(yīng)用。
土地變化分析：通過自定義重訪周期，遙感無人機(jī)能夠有效地對局部地區(qū)的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行監(jiān)測。例如在水淹分析、拆遷賠償?shù)葢?yīng)用中，往往會(huì)因?yàn)殡p方各執(zhí)一詞而引發(fā)很多矛盾。利用遙感無人機(jī)進(jìn)行航拍后，相關(guān)變化區(qū)域可以在最終的影像上非常清楚。在城市建設(shè)與規(guī)劃、海岸水淹分析等領(lǐng)域中，遙感無人機(jī)都可以發(fā)揮重要作用。
應(yīng)急救災(zāi)：無人機(jī)在測繪領(lǐng)域受到重視，是從應(yīng)急救災(zāi)中開始的。無論是汶川地震、玉樹地震，還是舟曲泥石流、安康水災(zāi)，測繪無人機(jī)都在第一時(shí)間到達(dá)了現(xiàn)場，并充分發(fā)揮機(jī)動(dòng)靈活的特點(diǎn)，獲取災(zāi)區(qū)的影像數(shù)據(jù)，為救災(zāi)部署和災(zāi)后重建工作的開展，都起到了重要作用。
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