简述无人机遥感的应用及发展前景

(成都理工大学地球科学学院 四川 成都 610059)

简述无人机遥感的应用及发展前景

李雪刘承承周涛

(成都理工大学地球科学学院四川成都610059)

近年来，随着测绘与地理信息技术的飞速发展，各领域对遥感数据的需求不断增加。将无人机技术与遥感技术相结合，可以以较低的成本快速获取高精度地理信息数据，在测绘与地理信息等相关行业的应用越来越广泛。文章在简单介绍无人机遥感特点的基础上，论述了其在农业、灾害应急、环境监测、国土资源监测及其它领域中的应用，并对其发展前景进行了展望。

无人机；遥感；应用；发展前景

无人机(UnmannedAerial Vehicle，缩写为UAV)又称“空中机器人”，是一种由动力驱动、机上无人驾驶、可重复使用的航空器的简称。无人机与遥感技术的结合即无人机遥感(UAV Remote Sensing，缩写为UAVRS)，它是使用先进的无人驾驶技术、遥感传感器技术、遥测遥控技术、POS定位定姿技术、通信技术、GPS差分技术等，自动、智能、专业、快速的获取国土、资源、环境、事件等空间信息，并对其进行实时处理、建模和分析的新型航空遥感技术[1]。作为一种新型的遥感数据获取手段，无人机遥感具有许多传统卫星遥感无法比拟的优点，如续航时间长、成本低、数据实时传输、高危地区探测、机动灵活等，因而吸引了各国研究者和生产者探究的目光，成为其争相研究的热点。本文在无人机遥感不断发展的背景下，对其应用领域进行了探讨，并对其发展前景进行了展望，突显了其在未来社会中的不可或缺性。

一、无人机遥感的特点

(一)快速的响应能力

无人机机动灵活，在发生突发事件后，无人机可以立刻响应，通过地面运输快速到达指定目标区域，并对测区进行全面监测。

(二)操作简单、目的明确

随着无人机技术的不断成熟，其操作也日益智能化、自动化。为了对目标进行精确测量，可先制定飞行路线，然后在飞行的过程中进行量测的校对和调整，如果在飞行的过程中发生故障，无人机将启动其故障自动诊断及显示功能，这时飞机会自动返航到起点上空，等待故障排出。

(三)成本低，数据处理速度快

无人机体形较小，操作简单、对操作人员的培养周期相对较短、系统的保养和维修方便、同时无人机飞行不需要租赁起飞和停放的场地，故而其成本较低。无人机影像数据获取后，可采用高性能的处理技术，立刻对数据进行处理，数据处理速度快。

(四)获取影像分辨率高，采集速度快

无人机搭载的高精度数码成像设备，具备垂直或倾斜成像的功能，可对其垂直、前、后、左、右各方向对所摄物体监测，其获取的影像分辨率高，最优分辨率可达0.1m，超过所有的卫星影像数据。无人机遥感对起飞场地要求较低，工作方式灵活、快捷，能迅速响应拍摄任务，数据采集速度快[2]。

二、无人机遥感的应用

(一)无人机遥感在农业方面的应用

随着高新技术在农业领域的使用，传统农业逐渐向现代化农业过渡，精准农业作为现代化农业发展的新趋势逐渐出现在人们的视野。精准农业模式是用无人机搭载光谱传感器，根据空间定位，实时监测田间信息，准确采集数据，通过分析所获取的数据制作有针对的培养与管理方案。这一形式不仅可以获得优质、高效的农业产品，也能够大大缩减人力的投入和水资源、农药、杀虫剂等化学物质的使用。采用微小型的无人机遥感平台可以使用较低的成本、灵活、快速地获取高精度数据，从而对土壤湿度、农作物长势进行监测，对作物种植面积与产量进行估计，对农业灾害进行评估等。

(二)无人机遥感在灾害应急方面的应用

突发事件及灾害的发生通常会导致周围环境的变化，这可能会给救援人员快速到达灾害现场，制定救援方案带来极大的困难，而无人机遥感可以在突发的灾害中克服天气、交通等不利因素的影响，在最短的时间内，最大限度地接近灾情现场，进行集“天-地-空”于一体的高危地区的监测，实时获取灾区最直接、最真实的第一手资料，为相关部门制定有效的应急救灾方案提供依据。在今年四川九寨沟发生地震后，四川省遥感信息测绘院的工作人员立即响应，携带无人机赶赴灾区，在恶劣的天气条件下，对灾区进行了无人机航拍，并将获取的灾区现场的数据资料立即传送到该院的数据处理中心及时对数据进行处理，作出灾后的4D产品影像图，为相关部门制定有效的应急救灾方案提供了及其重要的图像支持，也对减少人民群众的生命财产损失起到了至关重要的作用。一般情况下，无人机在突发事件或灾害环境中执行高危任务时，具有其它平台无可比拟的优势。

(三)无人机遥感在环境监测中的应用

传统的环境污染监测会耗费大量的人力、物力和财力资源，也会使数据分散，不能对污染的分布格局进行直观的显示。无人机遥感技术能很好地弥补传统监测方法的缺点，将无人机遥感技术用于环境监测不仅能从宏观上对污染源的分布、排放状况进行观测，也能够对突发的环境污染事件进行实时跟踪监测并及时取证。在环境事故突发，条件恶劣时，无人机能降低飞行高度，对事故的发展过程进行动态监测，为环保部门制定应急管理策略提供技术支持；在道路工程建设中，将无人机遥感用于其环保验收工作，可以对居民的拆迁、道路的损毁、植被的恢复等情况进行监测，极大地提高了工作效率；在矿产资源开发中，无人机遥感对于及时发现开发活动中造成的地面塌陷、土地退化和水土流失等问题，避免大的环境问题的发生有巨大作用；在水利工程项目中，利用无人机遥感来进行环境影响评价，可及时发现建设过程中产生的植被破坏、土地荒漠化、盐渍化、洪水淹没等问题，继而对研究区环境变化的发展趋势进行预测，为该地区的环保措施提供依据。

(四)无人机遥感在国土监测中的应用

无人机遥感可克服传统实地调查的滞后性、卫星遥感数据采购时间长、分辨率低、航空遥感受气候和航空管制难以在突发情况下第一时间到达检测区域的缺点，及时、准确、全面的了解监测区国土资源数量、质量、分布状况及其变化趋势，以便合理的引导其开发和利用。采用无人机对法律施行的重点区域和热点区域进行滚动式循环监测，能及时发现各种如非法用地、非法开采和破坏生态等违规、违法现象，并及时进行管束与制止。与传统的国土资源监测方法相比，无人机遥感监测具有效率高，成本低等优点，在未来的发展中无人机遥感将会发挥巨大作用[3]。

(五)在其它领域的应用

无人机遥感除了在上述行业中的应用外，还广泛应用于气象、水利、电力、军事等各个行业中，并在很短的时间内为其提供高分辨率的遥感影像数据，减少这些行业人员的工作强度和资金投入，提高其工作效率，为其规划、管理、决策提供依据[4]。

三、结论与展望

虽然目前我国对于无人机的使用仍处于初级阶段，无人机遥感作为一个新兴产业，还没被更多的人了解，市场还有一定的局限性，但是随着地理信息和关联产业的不断向前发展，国民经济各领域对遥感数据的需求与日俱增[4]。作为一种新型的航空摄影测量和对地观测遥感平台，无人机遥感系统因为其独特优势，已成为卫星遥感、有人航空遥感和地面遥感的有效补充手段，将在测绘、农林牧业生产、土地资源调查、地理国情监测、环境保护等领域的应用中保持强势增长与快速拓展。尽管现在无人机遥感技术还面临着许多技术问题，但其广阔的应用前景决定了它的存在价值，也决定了世界各国对它研究和完善将不遗余力的持续。可以预见，在不久的将来，更加小巧、智能、集成的无人机遥感系统将在更多的领域为户提供更加方便、快捷的服务。

[1]李德仁,李明. 无人机遥感系统的研究进展与应用前景[J].武汉大学学报(信息科学版),2014,39(5):505-513.

[2]范承啸,韩俊,熊志军等. 无人机遥感技术现状与应用[J].测绘科学,2009,34(5):214-215.

[3]闫丽阳.无人机遥感的应用[J].科技与管理,2016,(21):92.

[4]廖玉佳. 简析无人机遥感的应用[J].科技传播,2013,5(23):121-122.