无人机遥感技术与应用

贾国焕年文良

西宁市测绘院青海省西宁市810000

摘要：当前我国经济迅速发展，科技水平在不断提高。无人机技术也在不断地发展。当前我国的无人机技术在世界上已经名列前茅，许多的国家先后引进我国先进的无人机技术。无人机技术以其绝对的优势，迅速在各行各业得以应用与发展。目前在环保、农业、抗震救灾、测绘等都广泛应用。

关键词：无人机遥感技术；传感器；具体应用

引言

随着社会的进步，科技的发展，各行各业的发展也需要有高科技的支持。将高科技应用于各项工作中对于其技术的发展与社会的发展都具有非常重要的意义。当前，无人机技术在具体各项工程测绘中具有非常大的优势。无人机技术以其灵活轻便、操作简便等优势被广泛地应用于许多工程工作当中。

1概述

无人飞行器、数码传感器、定位系统以及数据处理系统构成了无人机遥感测绘技术。通过计算机技术、定位系统以及信息通讯技术相结合来完成工作。相比传统条件下的各种限制测绘工作的开展，应用无人机遥感测绘技术能够有效弥补传统条件下进行测绘与信息采集手段的不足与缺陷。

2无人机遥感

2.1定义

无人机遥感的根本目的就是利用目前最先进的无人驾驶飞行技术、通信技术、遥感传感器技术、GPS差分定位技术、遥测遥控技术以及遥感应用技术等等技术。实现智能化、自动化、专业化的目的，以此来快速获取国土、事件、环境、资源等空间的遥感信息，并对突发事件进行实时的处理、建模和分析的先进新兴航空遥感技术解决方案。

2.2无人机遥感的原理

无人机采集空间完整信息的工作平台主要分为以下四个部分：第一：保障系统部分；第二：测控及信息传输系统部分；第三：飞行器系统部分；第四：信息获取与处理部分。

2.3数据采集与处理

2.3.1数据采集

目前无人机遥感影像获取主要有三个步骤，即飞行前准备、参数设置和航线规划、航线上传飞机。

2.3.1.1在谷歌地球上设定一个区域并保存KMZ文件，把该文件导入可获得飞行指定区域。无需控制点的飞行作业，可直接在指定区域进行航线规划，需要控制点的作业，需要在指定区域内，均匀布置控制点。

2.3.1.2对指定飞行作业目标区域进行参数设置和航线规划。

2.3.1.3起飞前将飞机与地面站利用电台进行联调，将规划的航线上传至飞机，开始摄影直至整个区域完成摄影。其采集的原始数据主要存储在惯性INS导航系统和GPS导航系统中。但是该方式无法满足地质灾害应急救援对时限的需求，在灾害救援中数据实时传输与处理成为新的发展趋势。采用高分辨率遥感数据与无人机平台其他传感器数据的实时处理融合与可靠下传是保障无人机航空遥感全天时作业的重要技术手段。数据在编码与压缩后传输将提高数据传输速率，能够满足同步进行数据处理的需求，保证快速提交成果。

2.3.2数据处理是无人机低空遥感系统的核心工作，包括影像的预处理、相机高精度检测、影像匹配、自动空中三角测量、DSM/DEM的自动提取、DOM的生成与无缝拼接等技术。由于无人机遥感通常采用小型数字相机或扫描仪，像辐小，图像数量庞大，低空飞行受气流影响产生较大的倾角，图像旋转和投影形变差异过大，逐幅处理增大了难度。因此常采用GPS数据与IMU数据引导下实现影像质量、飞行质量的快速检查，图像特征自动匹配与数据快速处理算法，经过区域平差后内插生成数字高程模型（DEM）与正射影像图（DOM）。

2.4无人机遥感处理软件

目前，无人机遥感图像处理软件主要有Pix4UAV、ERDAS/LPS、Inpfo、PixelGrid、PhotoScan、DPGrid[17][18]。

3无人机遥感应用

3.1应急测绘中的应用

我国自然灾害频发，为了快速救援，减少损失，需要组织快速的应急救援。提高灾害应急救援效率的关键因素是迅速准确获取灾害发生后的灾情信息。无人机遥感具有影像分辨率高、机动快速、实时性强、经济便捷的特点，且能够在高危地区作业，非常适合于各种自然灾害的应急救援。其主要有洪涝灾害监测评估、气象灾害监测、地质灾害巡查与防护、地震灾害救援与灾情评估等方面。

3.1.1洪涝灾害监测评估

无人机遥感对洪涝灾害的监测评估主要有以下几个方面的用处：a.利用航拍影像分析汛情的发展状况；b.使用相关的软件在影像上提取洪水范围，评估损失情况；c.结合DEM、DODM和高程等数据确定水位和水深，结合土地利用数据确定土地淹没类型和面积。（这段格式可以不用改，因为已经细化到很小的点了，再细化就3.1.1.1了，很奇怪，不成段落，建议不要改）

3.1.2气象灾害监测

UAV遥感系统可以提供图像数据和据此分析的灾情信息，据此可以进行灾害发生的范围和灾害损失的评估。针对雨雪、冰冻灾害，可以对低温的发生强度以及低温冷害的分布范围实施实时动态监测，并且能够迅速地研究低温冷害发生发展的一般规律，为相关部门及时采取有效救灾措施提供及时全面的信息。

3.1.3地质灾害巡查与防护

对于山体滑坡和泥石流等重大地质灾害，可以分析灾害严重程度及其空间分布，帮助政府分配紧急响应资源，快速准确地获取泥石流环境背景要素信息，而且能够监测其动态变化，为准确的预报提供基础数据。

3.1.4地震灾害救援与灾情评估

UAV遥感系统可以快速获取灾区地球表面的自然地貌、人工景观以及人类活动的痕迹，能够准确客观、全面地反映地震后灾区的全面景观，为震害调查、损失快速评估提供科学依据，而且可以确定极震区位置、灾区范围、宏观地震烈度分布、建筑物和构筑物破坏概况以及急需抢修的工程设施等，以便为震后速报灾情、快速评估地震损失、救灾减灾提供决策。

3.2国土资源环境调查与城市管理

无人机遥感在国土资源环境调查与城市管理方面的应用主要是城市交通管理、土地及资源调查与分类、违章用地监测、环境监测等。例如，应用UAVRSS监测国土变化，能实时、全面、准确地提供国土资源的数量、质量、分布及其变化趋势数据，加强土地执法监察活动中的事前监察、及时制止、事后查处土地利用违法行为，开创了土地执法监察工作的新局面；国土事业部门和相关公司利用无人机装载小型高分辨率数码相机对一些县市开展土地资源调查，制作区域土地利用类型遥感图，提供农村集体土地所有权确权测量依据，大大改善了传统外业测量人为因素大、效率低、大范围工作成本高、工作时间长等弊端，并经实地取样测量检验证实，由UAV遥感信息处理所得数据在外业像控和内业整合后，能满足工作精度要求，使无人机遥感逐步成为了国土资源管理的好帮手。

3.3环境保护

由于无人机自身的独特优势，是其他方式所无法比拟的，所以，它在环境应急监测工作的过程中可以及时的获取突发环境事件所在区域的具体环境现状、事件影响面积以及事件扩散范围等信息。利用无人机遥感技术来进行环境应急监测工作是一种全新的高科技办法，这种办法可以为环境事件的应急处理以及管理决策方面提供重要的技术支撑。

结语

无人机遥感因为它自身具有比较独特的优势，它将在我国的物流业、测量和资源调查、实景真三维、地理国情检测、创建智慧城市、数字考古工作以及抢险救灾等方面保持快速发展，无人机遥感的适用范围以及使用需求将会大大增加，这要点对于完善无人机遥感动态观测体系和服务方面具有重大的意义。

参考文献

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[2]张雨.基于无人机遥感的水稻氮素营养诊断研究[D].东北农业大学，2017.

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[4]王光彦，姚坚，李登富，等．低空无人机遥感在水利工程测绘中的应用研究［J］．测绘与空间地理信息，2016，39（5）：113-115．

[5]翟代廷.无人机遥感技术在地质灾害监测中的应用[J/OL].世界有色金属，2018（17）：279+281.

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