无人机遥感在应急测绘保障任务中的应用①

龙强

摘 要：该文介绍了无人机遥感的发展现状，分析应急测绘保障任务对无人机遥感的要求和特点，对无人机遥感在应急测绘保障任务中的应用进行探讨，并展望未来应用前景。

关键词：无人机 无人机遥感 应急测绘保障任务

中图分类号：U469 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）06（c）-0015-02

无人机遥感系统是一种以无人机为平台，以各种成像与非成像传感器为主要载荷，飞行高度一般在几千米以内（军用可达10 km之上），能够获取遥感影像、视频等数据的无人航空遥感与摄影测量系统[1]。一直以来，无人机遥感的关键技术都掌握在军事领域，应用于情报侦查、作战效果评估、目标的追踪和识别等。近年来，国内外形势日趋复杂，应急测绘保障任务多样化，无人机遥感越来越多的应用到应急测绘保障中，并发挥着越来越重要的作用。

1 无人机遥感介绍

1.1 无人机遥感的发展现状

无人机的研究开发从20世纪初开始，经过近一百年的发展，目前全球已有超过50个国家和地区装备了无人机。其中，比较有名的有“全球鹰、捕食者”系列（美国），“ASN”系列大型无人机（中国），“云雀”系列小型无人机（以色列）[1]。无人机遥感系统是以无人机为平台，通过各种传感器获取实时高分辨率影像数据，它具有成本低、灵活机动、实时性强等优点，这使它逐步成为卫星遥感、地面遥感的有效补充。随着传感器及遥感设备逐步小型化、轻型化，无人机遥感系统能获取多时相、多光谱、高分辨率的遥感数据，数据种类呈现多样化。

1.2 无人机遥感的特点和优势

（1）机动性、灵活性和安全性。

无人机具有灵活机动的特点，受空中管制和气候的影响较小，能够在恶劣环境下获取影像。即使是设备出现故障，也不会出现人员伤亡，具有较高的安全性。

（2）能在低空获取高分辨率遥感影像。

无人机可以在云下超低空飞行，弥补了卫星光学遥感和普通航空摄影经常受云层遮挡获取不到影像的缺陷，可获取比卫星遥感和普通航摄更高分辨率影像。同时，无人机能根据任务情况，灵活调整飞行轨迹，获取目标区域多角度的高分辨率影像。

（3）成本相对较低，操作简单。

无人机低空遥感系统使用成本低，耗费少，对操作员的培养周期相对较短，系统的保养和维修简便，无需机场起降。可以将大量的野外测量工作转入室內，既能减轻劳动强度，又能提高作业效率和地理成果精度。

2 应急测绘保障任务对无人机遥感的要求

2.1 应急测绘保障任务时效性要求高

应急测绘保障任务具有不可预测性，需要保障单位在接到命令后第一时间赶到现场，对保障单位的反应速度要求较高。例如：近年来我国发生的地震、泥石流等自然灾害中，无人机均是最先运到灾区。在应急保障中，对遥感影像的时效性提出了较高要求。遥感影像时效性越高，越有利于指挥员掌握任务区域的情况，针对灾区特点制定切实有效的行动计划。无人机遥感的时效性能保证任务的顺利进行。

2.2 应急测绘保障任务要求机动性强

应急测绘保障任务需要根据任务要求，运送装备快速地到达指定地点，对装备的机动性要求较高。传统遥感设备适合在室内作业，获得遥感成果周期较长，不利于应急任务保障单位快速机动。无人机遥感系统体积较小，自动化程度高，能快速地获得任务区域的位置信息，能满足测绘单位在执行应急任务中快速机动的特点。

2.3 应急测绘保障任务精度要求高

应急测绘保障任务多发生在较小区域内，执行任务中，指挥员对区域内地物的地理位置精度要求较高。例如，在抢险救灾中，地理位置越精确，指挥员能制定高效的行军计划和详细的救援计划，利于保障任务的顺利开展。无人机遥感系统能低空飞行，大量获取高精度的遥感影像，获得任务区域的第一手资料，满足任务的精度要求。

2.4 应急测绘保障任务要求对目标区域动态监测

应急测绘保障任务不仅对遥感影像的时效性要求高，还需要进行动态监测，动态掌握任务区域的变化。例如，在打击效果评估中，无人机遥感系统通过动态监测，能评估打击效果；在火灾救援中，无人机遥感影像的动态监测能掌握火灾情况。无人机遥感系统能满足应急测绘保障任务对动态监测的要求。

3 无人机遥感在应急测绘保障任务中的应用

3.1 无人机遥感在地质灾害救援中的应用

近年来，各种地质灾害频繁发生，无人机遥感在抢险救灾中发挥着越来越重要的作用。地质灾害发生后，需要灾区最新的地理信息来评估灾情和制定救援计划，无人机遥感系统因为其机动、灵活的特点，可以快速获取灾区实时的地理环境信息。利用无人机开展救援工作，可以快速监测灾情的同时保证救援人员的生命安全。例如：2008年四川汶川发生八级地震，同时出现大量山体崩塌、泥石流、滑坡以及堰塞湖等地质灾害，道路大范围严重破坏，救援生命线一度中断。救援过程中，需要快速了解灾区情况，我国政府及时派出无人机遥感系统进入灾区，对灾区进行灾情调查、房屋及道路损坏情况评估、救灾情况动态监测等工作，为地震救援工作起到了重要作用[4]。

3.2 无人机遥感在城市火灾救援中的应用

无人机遥感可以应用到城市火灾救援中。火灾发生后，需要第一时间了解现场情况，制定救火方案。消防员越靠近现场，危险性越高，利用无人机遥感系统可以在人不靠近现场的情况下，快速地传回火灾现场影像，为消防员制定救火方案提供依据，同时还能动态监测灾情发展，指挥员实时得到最新资料，从而最大限度地减少人员伤亡，提高救援效率。

3.3 无人机遥感在核泄漏监测中的应用

随着我国经济的快速发展，核能作为一种清洁能源在经济建设中发挥着越来越重要的重用。核电站的大量建设，伴随而来的是核泄漏的风险，一旦发生核泄漏，将对电站周边环境造成恶劣影响。核泄漏污染性大，危险性强，利用传统手段很难进行监测。无人机遥感系统不需要技术人员进入核泄漏区域，能减少人员伤亡，并对灾区进行全方位监测。国外已经有利用无人机遥感进行核泄漏监测的应用，可以给我们应对可能发生的核泄漏提供参考和借鉴。2011年日本由海啸引发核泄漏事故，事故发生后，在周边产生较大辐射，为了解受灾情况，美国派出无人机对核电站周边进行监测，测量出核电站的泄漏情况和辐射水平，为制定救灾方案提供依据。

3.4 无人机遥感在重点海域监测中的应用

我国海域辽阔、海岸线长，动态监测海域情况难度大。传统的遥感手段监测周期较长，不利用对重点海域进行实时动态监测。无人机遥感具有自动化程度高、监视范围大、数据精度高等优点，可以全天候对重点敏感地区海域的船只、舰艇等方面进行实时动态监测，并通过分析遥感影像计算出海上可疑舰船轨迹，为测绘单位或海事部门制定计划提供依据。

4 应用展望

随着自然环境的变化和社会经济的发展，各种突发事件越来越多，无人机遥感系统以其机动灵活的特征，越来越多的装备到测绘单位，应用到应急测绘保障任务中。随着技术的进步，无人机遥感系统将在抢险救灾、战场目标定位、重点海域监测等方面发挥越来越重要的作用。

参考文献

[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）：505-513，540.

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

[3] 雷添杰，李长春，何孝莹.无人机航空遥感系统在灾害应急救援中的应用[J].自然灾害学报，2011，20（1）：178.

[4] 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.