无人机航拍技术在防雷检测中的应用

张博英

随着全球气候变暖现象加剧、诸多电子设备广泛应用、城市高层建筑大量涌现，雷电灾害对人民生命财产安全、建筑物文化遗产、公共服务设施等威胁加重。近年来，气象部门在政府部门支持下，认真贯彻执行国家各类防雷技术规范同时，加强防雷检测工作，促使防雷装置检测技术水平得到极大提升。但对于高塔类、坡屋顶建筑而言，因为存在极大不安全性，检测工作人员难以到顶部开展防雷检测，往往会默认顶部防雷装置设计合理，使得有些建筑防雷装置依然存在较大雷击隐患。无人机航拍遥感技术作为一种空间数据获取主要措施，具备机动灵活、成本低、高危区域探测及影像实时传输等优势，逐渐应用于防雷工作中，防雷领域的应用，尤其在防雷检测方面具有极好应用前景。

1 小型航拍无人机系统构成

在防雷检测中应用比较多的为小型航拍系统，航拍无人机系统主要由载机平台、飞行控制系统、云台摄像系统及影像传输系统共同组成（如图1所示）。

（1）载机平台。载机平台属于无人航拍系统中特别重要一部分。结合环境差异，当前航拍无人机系统载机平台一般可挑选四旋无人机（AEROEVE-650型）或抗风性较好的八旋翼无人机（AEROEVE-1000型）。这种多旋翼无人机是近年来广泛流行载机机型，在实际使用中具备一些优势：机械结构比较简单、噪音小、低速相对稳定、操作便捷，同时对起飞场地要求较低。无人机主要材料是碳纤维，其质轻、强度较高，能够确保在空中拍摄平稳性。

（2）飞行控制系统。飞行控制系统主要涵盖飞行控制器、GPS定位系统及姿态传感器构成，能够做到对无人机姿态、高度及航向等参数自动控制。借助GPS定位系统，可让无人机依据提前所设置的航线自主飞行，操作简便，具备较高精度。

（3）云台摄像系统。一般可以利用精度较高数字增稳云台给摄像、摄影设备给予较稳定拍摄平台，确保在相对安全距离下拍摄较清楚图像。在对目标物拍摄中，云台控制器能够对相机旋转及倾斜角实时调整，确保目标位于图像平面中心位置。事实上，云台增稳系统内部配置三轴陀螺仪，采取先进的姿态算法，能在无人机机身姿态做出改变时自动进行反向补偿摄像仪器姿态，确保无人机拍摄画面不受高空强风、大风等外界因素影响。同时可以采用佳能、尼康等分辨率较高单相机或单反相机配合运用，提升拍摄画面清晰度。

（4）图像传输系统。图像传输系统在无人机器航拍系统中起到特别关键作用，能够对摄像设备所拍摄的画面实时回传，为地面实时操作给予重要参考依据。也就是说无人机图像传输系统切实取得“所见即所得”效果。实际运行中，图像传输系统发射频主要采取5.8GHz，这是因为5.8GHz频段在运用中具备3大优势：一是不会对GPS信号产生干扰，确保无人机航拍平稳性和可靠性；二是传输信息量很大，确保影像传输实时性；三是具备2.4g遥控频率优势。

2 无人机航拍技术的应用

虽说当前技术还无法达到借助无人机替代人工直接对建筑物防雷装置检测，但凭借挂载高分辨率照相机、摄像能够对建筑物顶部各类接闪器虚接、倒伏、锈蚀等情况详细观察。从最为直观角度对防雷装置检测，提升检测工作质量和效率，弥补人工检测缺陷。如在某个雷电多发区，借助无人航拍机查看详情，地面对无人航拍机器操控，确保其在某个商业用楼顶部展开航拍操作，凭借航拍图像资料能够发现在该楼虽说在放散管边上装设接闪杆，但接闪杆高度欠缺，会致使被保护物无法获取全方位保护。此外，在无人机所传输资料中还可知，该区域建筑楼顶部均未布设接闪带。结合我国防雷装置相关规定要求，防雷装置装设无法达到相关标准时，防雷工程不合格。总的来说，利用无人机航拍技术能够对区域建筑物防雷装置展开检测，查看其是否存在缺陷，进而给雷电防护工作开展及完善提供科学合理参考。因而，无人机航拍技术在防雷检测工作具有极大利用价值。

3 结语

利用无人机航拍技术不但可以弥补人工防雷检测缺陷，降低检测工作不安全性，而且还提升了防雷检测工作质量和效率，确保防雷装置安全可靠性。未来还需对无人机航拍技术在防雷检测中应用进一步分析探讨，确保无人机航拍技术优化，推动其在防雷检测工作广泛普及应用，为社会公众提供更加有效的防雷检测服务保障。

［1］逯曦，任晓毓，张华明，等.无人机航拍技术在雷电防护中的应用［J］.气象科技，2015，（6）.