无人机低空遥感影像的应用

大连市教育学院附属高级中学 滕昊松

无人机遥感系统主要是基于无人机，从而利用遥感平台来获取核心的遥感影像数据的手段，其具有较高的分辨率。相比之下，无人机遥感系统所具有的优势较强，同时，也能够对卫星遥感以及航空遥感技术加以补充。无人机遥感系统本身的成本较低、结构简单，同时获取影像的速度较快，因此，得到了最为广泛的应用。本文就无人机低空遥感影像应用进行了探讨。

一、低空遥感系统及无人机发展现状

目前，国内外对于低空数码遥感的研究主要集中在数据精度获取、系统平台本身以及正射影像无缝拼接上。而低空遥感系统按照不同的平台，又直接划分成为无人驾驶低空遥感系统与轻小型的多功能对地观测传感器系统[1]。

就无人机而言，其起源于第一次世界大战，在上一个世纪的苏冷战期间是无人机成长的时段，华约集团与北约集团对其进行了大量研究。在20世纪的90年代，随着计算机技术的发展以及GPS全球定位系统的出现，使得无人机进入繁荣时期。在海湾战争时期，美军将无人机直接应用到实战中，所取得的成效令世界震惊，进而开始重视对无人机的研制与开发。同时，因为无人机本身的低损耗、零伤亡、高度灵活性以及可重复利用等诸多特性，从而在科研和民用领域之中得到广泛的应用。

我国对于无人机的研究开始于20世纪50年代的后期，本身剧本基础差、起步晚、后劲足以及起点高的特点。首先是基于高等学校作为基础来建立无人机设计研究机构，主要是面向军队与科研。在改革开放之后，民间的企业与资金逐步涉及到无人机研究，逐渐在国民经济发展服务的领域之中引入无人机，作为对地观测的飞行平台，并且利用装载各种小型的对地观测仪器，这样就可以在任何时间飞往任何地点，从而执行几乎囊括所有类型的遥感飞行任务。无人机作为毒地观测应用之中最容易获取、最为普通的平台，在世界范围内都得到了广泛的使用。拒不完全统计，目前超过30多个国家研制超50种无人机，并且由55个国家已经装备有无人机。

对于无人机遥感系统而言，其遥感系统组成具体见图1所示：

图1 无人机遥感系统

二、无人机低空遥感影像特点分析

（一）机动方便灵活

在目前的测绘工作中，低空无人机凭借其本身快速响应的能力，就可以提供支撑条件服务遥感测绘。另外，因为低空无人机拥有设备轻便、越野能力强以及运输灵活的特点，再加上其本身对于场地没有太高的要求，并且安装、调试以及起飞等都很简单，所以应用也非常广泛。尤其是针对起降条件差、高山以及地形复杂的区域，大飞机航空摄影难以满足要求，这时就可以利用低空无人机，获取高清晰的数据资料，最终满足测绘实效性的目标，要求，同时也能够提供服务保障方面的支持[2]。

（二）快速高效

就应急测绘项目而言，因为情况相对特殊，再加上任务时间紧张，如山体滑坡、森林救火、洪水泛滥等自然灾害，所以急需灾区实时的影像资料用于灾情的分析以及救援工作的开展。在这一种情况下，低空无人机航摄遥感技术就能发挥重要作用，确保在最短的时间内获取高清晰的数据，用于灾情评估、救灾指挥等规划与设计。

（三）运行成本低

低空无人机航摄遥感数据，不但拥有卫星影像数据的价值，同时也能满足大飞机航空摄影快速采集的诸多优势。低空无人机不需要专用的停机场，也不需要专业的驾驶班组，其飞行作业方便快捷，并且拥有极高的自动处理技术，确保在最短的时间内完成航摄数据的预处理，满足数据的精加工以及快速输出，不但可以缩短工期，同时其整体花费的成本也非常低廉。

三、无人机低空遥感影像的应用

随着时代的不断发展，无人机低空遥感影像应用越来越广泛，目前主要涉及到国土监测、地质灾害监测、环境监测、城市绿化监测以及应急保障等各个重要的领域。当然，在其余领域之中也会得到有效的使用，这需要在今后的研究之中进一步分析，让无人机低空遥感影像的应用更加全面。

（一）国土监测

对国土变化进行实时监测是目前国土监测的主要工作之一。传统的实地调查不仅方法滞后，同时也不能及时反应徒弟变化情况，并且卫星遥感数据需要较长的采购时间，其本身存在一定限制性，而且分辨率偏低，同样不能满足土地实时变化的监测。航空遥感会受到航空管制以及气候条件的制约，一旦面临突发情况，无法及时的到达监测区域。但是无人机的利用，就可以规避上述的缺点，及时发现非法开采、乱占耕地、破坏生态等现象，并且及时上报反馈加以制止。

（二）地质灾害监测

我国地质灾害频发，并且大部分灾害都集中在山地区域，不过因为云雾带来的影响，使得航空遥感无法获取清晰的影像。但是无人机凭借其自身的低空飞行能力，就可以避免云雾天气对其带来影响，并且无人机本身耗费的成本低廉，而且影像的分辨率较高，这样就可以及时掌握灾害情况，提供技术方面的支撑，并且这样的模式还可以保护作业人员的安全，防止人员安全事故发生。利用空间上无人机的低空图像与灾害信息的相互叠加，也可以将现状图最直观的呈现出来[3]。

（三）环境监测

对于环境的监测主要放置在自然保护区、环境污染以及事故应急监测方面。因为保护区大部分都设立在交通不便的区域，并且位置偏，面积大，传统的调查无法满足监测的要求。但是无人机凭借其优势，就可以分辨出保护区内的实际情况，如水文地质与人类活动等，并且也可以对保护区被破坏的实际情况加以了解，做好针对性保护。无人机遥感还可以基于宏观的角度来观测器污染源的排放和分布情况，并且也可以对环境污染做好及时的跟踪，以便后续的取证处理。当突发环境事故的时候，因为恶劣环境的影响，无人机利用低空飞行，也可以掌握具体情况，从而为环境部门提供技术支持，以便后续方案的制定。就如，原本大连出现输油管线爆炸的事故，通过无人机，在恶劣的条件下进行低空的飞行，这样就及时的了解溢油情况，提供实时的监测数据，这样也方便后续的环境监测应急管理。

（四）城市绿化监测

城市绿地实际情况的监测是城市绿化监测的关键，这样可以有效的评价城市生态环境现状。通过无人机低空航摄，其本身的分辨率要比卫星影像分辨率高，并且也可以避免楼层阴影带来的影响，确保数据更加的准确。同时，复核城市绿化测定需求，为今后的生态管理提供强大的数据支撑。

（五）应急保障

自然灾害本身突发性较强，一旦灾害发生之后，需要及时的掌握情况，这样才可以针对性的处理，制定准确的救援方针，以此来保护救援效率与质量。无人机遥感系统凭借其机动灵活、实时性较强、影像分辨率高以及成本低廉等特点，可以满足高危地区作业的要求，当发生自燃灾害之后，无人机遥感可以及时的反应，掌握灾区的实际情况，为应急保障提供数据支持。如，在四川汶川大地震中，无人机遥感技术就得到很好的应用。

（六）其它领域

除开上述各个行业的利用之外，无人机在农业、气象以及水利等各行各业之中都得到广泛的应用，并且也可以在较短的时间内获取高分辨影响数据，最终提升行业工作效率，为其决策与规划提供数据支撑，确保决策更具科学性。

四、结语

总而言之，在经济建设快速发展的时代下，测绘技术需要不断提升才能满足各个行业的观测需求。低空无人机遥感技术的使用，在提供测绘数据信息支撑的同事，也可以推动各行各业快速的发展。另外，基于低空无人机航摄遥感技术作为载体，将精准的数据以及权威的数据作为支撑，就可以为政府与公众积极参与各行各业建设与管理，这样就可以提供直观、新颖与可视化的服务平台，这样也可以为其余的行业发展提供最有利的测绘保障条件。

[1]吴永亮,陈建平,姚书朋,徐彬.无人机低空遥感技术应用[J].国土资源遥感,2017(04):120-125.

[2]胡健波,张健.无人机遥感在生态学中的应用进展[J].生态学报,2018(01):1-11.

[3]肖波,朱兰艳.基于DPGrid的低空无人机遥感影像应用技术研究[J].地矿测绘,2015(01):22-25.