无人机在航测遥感中的应用

赵秀邦　张文君

摘要：随着测量技术的不断提高，无人机在航测遥感测量中的应用越来越广泛，以无人机为平台的航测遥感技术将成为今后发展的一个重要方向。本文无人机航测遥感技术的原理、流程等进行了介绍，总结了无人机航测遥感技术存在的普遍性问题，并就无人机遥感测量技术的发展趋势进行了展望。

关键词：无人机航测遥感；趋势

无人机是一种自身具有动力，可以通过无线电等多方式进行操作，可加装测量、遥感等设备，并且可以多次重复使用的飞行器。通过将各种测量仪器加装到该平台上，可以完成各种复杂的测量任务。研究者和生产者不断提高无人机遥感技术的高时效、高分辨率的性能，它大大扩大了遥感技术的应用范围和用户群，具有很广阔的应用前景，这是传统卫星所无法比拟的。

一、无人机航测原理及系统

研制无人机低空摄影测量系统主要是作为遥感平台，它所采用的低空摄影测量系统是按照国际上通用标准进行设计的。在航空立体拍摄成像时，飞机自身携带相机，需沿预定的飞行路线或条带，自行获取垂直航空像片。像片重叠就意味着拍摄时，相隔一定距离从不同的位置和角度拍摄同一物象。由于实际应用中选用的多是航空像片的立体像对，所以成功的飞行航向重叠应为55%-65%之间，最少50%，一般情况下为60%，旁向重叠大致30%。然后通过内业的数字测图软件可以制作高精度的各种地形图。

二、无人机航测技术应用的现状

1.无人机使用受外界影响因素较大

无人机在使用过程中受到风速、风向等影响较大，特别是在山谷、丘陵等地形、气候情况比较复杂的情况，其发挥作用收的很大影响。而且，随着无人机设备越来越复杂化，对起降场地的要求也越来越高，特别是一些大型的、需要一定的滑跑、滑降场地的无人机设备对场地的要求更为严格。如何克服这些不利因素，是提高无人航测水平的一个重要制约因素。

2.传感器姿态控制技术

传统的传感器由于在体积、重量等方面的有限，传感器的应用可供选择受到限制，因此需要充分利用無人机的有限载荷，研制开发适合无人机搭载的小、轻型传感器；由于无人机的载荷非常小，不能携带超重的设备，这种情况下要完成高精度的航摄任务，就需要高精度的传感器做保障，为了更好地使遥感传感器的控制系统发挥其性能，为飞行控制系统实时提供的飞行高度、飞行速度等数据自动计算；完成预先设定的航摄点、摄影比例尺、重迭度等参数，同时自动控制遥感传感器的工作，使得到的遥感数据满足遥感的技术要求，在精度、比例尺、重迭度等方面取得进展。还需进一步研究。

3.遥感数据传输与存储技术

面阵CCD数字相机是搭载在无人驾驶飞行器上的遥感传感器，目前国内市场上的小型专业级数字相机，根本不能达到量测相机的要求，所以，要想获得满足大比例尺测图的精度的遥感影像，还需要做相关的校检工作，根据相机的几何成像模型，掌握相机的内外参数，有时需要采用特殊的检测手段来测定每个像元的畸变量。由于大面阵CCD数字相机获取的影像数据量非常大，数据传输和存储系统必须专门开发，还需要通过卫星通讯来实现飞行器的测控数据和遥感数据实时传输。

三、无人机航测技术的发展方向

1.灾害监测与突发性事件

突发事件及灾害的发生，会引发环境发生改变，于是降低救援人员快速感到现场，从而制定解决方案。如果利用无人机航测遥感技术，通过无人机遥感就可以及时迅速地获取突发事件及灾害的信息，从而为制定方案提供充足的依据，最大限度地减少因天气影响而造成的人员伤亡。如2008年，5.12”汶川地震后，由于地震对地球磁场的巨大影响干扰，造成无线电和微波通讯一度中断，紊乱的电磁波会影响飞机仪表数据的准确性，使救援行动无法有效开展。同时加上地形复杂，天气不好，靠有人驾驶的飞机去获取地面情况十分危险。这时要想获取航天遥感数据就是一种奢望。而无人机则不受天气和人员伤亡的影响，把负面影响降到最低，所以无人机就发挥了独特的作用。在类似的突发事件中，如森林火灾扑火指挥、冰雪灾害、洪涝、核电站险情救援等，无人机遥感技术会发挥越来越大的作用。

2.资源监测的高时效性

由传统的获取资源的数量、位置方面向资源的动态变化监测方向发展是资源监测的发展趋势，而无人机能第一时间获取资源变化数据，具有高时效性，所以必将在林业资源（如林地面积变化、木材资源变化、野生动物监测等）、生态环境、森林防火等方面发挥它的优势，这是其他遥感平台所不能比拟的。

3.操作更加灵活

城镇化进程的逐步加快必然促进现代新型农村的建设。作为无人机来讲，可以在房屋较多、空情复杂、地形复杂的地区应用，可以节省大量的人力、物力、财力，在制定建设规划、路网建设、地籍测量等多个领域得到更为广泛的应用。

四、结语

随着科学技术的进一步发展以及现代测量技术的快速提高，航空测量技术应用的范围越来越广，受到的重视程度也越来越高。由于该技术具有限制性因素少、便于操作、灵活性强等有点，成为测量技术的重要补充。因此，要高度重视此项技术的发展，积极开展研发工作，更多更好的促进测量技术的发展。

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