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航拍的应用

2015-03-20

焦点 2015年1期

无人机的行业应用主要基于无人机空中信息获取的天然优势。在无人机上搭载云台,自动平衡控制的三轴数字MEMS加速度计标定研究、面向微小型无人机遥感平台的作物养分信息监测技术与传感器研发、低空遥感信息获取方法的研究、遥感数据校正算法及自动校正系统研究等都对无人机信息遥感获取有着巨大的推进作用。

工业上一些高危的工作环境人工监测巡检的成本和安全风险很高,这时候就会体现无人机的智能化优势;在农业上,由于我国国土资源辽阔,地形地貌复杂,很多陆地上难以勘测的环境,采用无人机的形式,可以更准确地获取信息;而灾害救援是近年来无人机应用比较广泛的行业,由于重灾区,往往交通中断,难于实时了解灾情,从而错过了宝贵的黄金救援时间,而无人机可以避开地面损毁,深入灾情中心,快速图传灾害实况,为灾后救援节省了宝贵的时间。

无人机不但在工农业生产中发挥积极的作用,对新一代的智能教育也发挥巨大的推动作用,在欧美国家机器人运动、机器人教育在美、日、欧等发达国家是成熟的体育运动和教育课程。中国机器人运动的本质是素质教育,宗旨是培养高素质专业人才、造就杰出人才。理念是“运动炫科技 智慧赢未来”,其意义是有效提高国民综合素质,全面提升我国在科学、技术、教育领域的先进水平,积极促进中国体育事业、体育产业的健康发展。

灾害救援

无人机的使用是现代抢险技术应用的一种方式。无人机在日常防汛检查和遇到洪水险情时,可克服交通等不利因素,快速赶到出险空域, 根据机上所载装备,实时传递影像等信息,监视险情发展,为防洪决策提供准确的信息,同时最大限度地规避了风险。

无人机防汛抗旱系统使相关的政府部门对应急突发事件的情况了解更加全面,同时大大地降低了工作人员的工作难度。无人机防汛抗旱系统适合于中央政府和各级政府,以及涉及紧急事件的相关部委、下级厅局和其他应急力量。

无人机的飞行高度在200米至1000米之间,通过地面遥控,快速定点定距地采集灾区影像。飞机上携带的数码相机,按照每100米的距离拍摄一次,可精确反映实地勘探的盲点,以用于各类工作底图及相关图纸的制作。此外无人机受地形限制较小,可以随时起降,对于一些人员进入不方便的重灾地区也可以轻松传输图像,对于灾害防治意义重大。

电力巡检

保证电力线路的完好是一项非常重要任务,传统的电力线路巡检受过多人为因素的影响,在危险地段会危及到选线工人的生命安危,同时对于工作人员是否巡视到位无法进行有效的管理,巡视质量不能得到保障,线路的安全状况亦得不到保证,留下了安全隐患。无人机航巡输电线路是一种新的巡检方法,是指在无人航空设备上装备陀螺稳定的可见光检测仪与红外热成像仪等载荷,对输电线路进行检查和录像,具有高科技、高效率、不受地域影响等优点。

高速交通

执法人员对交通违法行为进行现场抓拍,并指令路面警力就近拦截查处;巡逻机发现交通违规行为时,由操作人员对交通违法行为进行现场抓拍,并指令路面警力赶赴现场查处;当出现交通意外时,执法人员使用无人机进行救援,对事故现场进行悬停或盘悬,进一步了解交通事故现场情况:是否有人员伤亡、起火、堵塞交通等问题出现,第一时间反馈现场信息,并做出相应指令,调动120、119或施救队,以最短时间,最全面的保障对交通事故现场进行处置,并且对于日后事故的调查取证也有着重大意义。

地质勘探

无人机飞行平台在国土资源遥感调查领域发挥出了自身的优势,低成本、低速、巡航距离远、高可靠性的无人机执行低空飞行任务,操作员可以很方便在地面的控制飞机的飞行路线和飞行高度。

1 . 无人机用于矿产资源开发调查

无人机可以观测矿产资源开发引发的灾害。无人机低空遥感配合地面管理软件亦可为矿产资源开发整体状况提供决策支持系统。

2. 无人机用于地质灾害遥感

无人机可在山区大型工程、铁路及公路沿线、山区城镇等区域进行可疑滑坡区域的地质环境遥感,为水电工程建设提供基础资料等。

3. 无人机用于考古调查

无人机通过从不同角度和不同时间空中观察和摄影,在有利条件下,地下某些遗址的信息也能通过对地面信息的干扰而显现出来。这种方法在国外应用非常普遍。它们的影像清晰无比,收到了意想不到的效果,这都是田野考古调查所不能比拟的。

4. 无人机用于煤火考察

煤层自燃是中国北方煤田中普遍存在的灾害之一。许多煤田都存在煤层自燃现象,严重污染了大气环境,造成地面塌陷,威胁着矿井的安全生产。无人机煤火调查的目的在于提供具体矿区煤层燃烧资料及数据,为制订具体灭火计划、估算灭火费用、预测燃烧趋势、检查灭火效果服务。

林业防火

林业是全国生态建设的主体, 森林火灾对森林资源和生态环境的破坏所造成的损失难以估量。如何解决森林防火的问题,又成为林业工作的重中之重。目前,国外森林防火中应用了较多的新技术和新设备,国内在此方面的应用需求也日益增加,而使用无人机系统对森林火情监测则还是初始阶段。国外的技术有的虽然可靠,但需要借助高空卫星,且施工太复杂;有的技术方案基础实施投资太大,多达几十万美元,投入成本过高,这些难以满足我国森林资源监测的实际需要。

安保安防

我国共有陆地边界线约22000多公里,传统的边防监控多以人工监控的方式进行。但由于边防区域地理位置复杂,无人值守边防站现场、出入境口岸现场等边境监控重点区域分布较广,且与监控中心距离较远,造成有线网络利用上的不便,使得传统监控一直未能很好地满足边境监控的需求。近几年以来,国外的边境线监控使用了一种新的监控手段——无人机,在原有监控手段的基础上,无人机填补了不能即时追踪和大范围巡查、有人飞机巡查费用大、易出现事故等问题,成为边境巡查又一大法宝。

在我军的特殊边境巡逻直升机无法到达的高度。边防官兵只需要通过地面站设置好飞行航点,手掷起飞即可,无人侦察机可根据航线自动飞行,边防官兵只需通过无人侦察机搭载的摄像头观察地面情况,如发现异状时,还可以通过地面操作系统,即时更改航向,在不明区域盘旋飞行进行详细的检查,当巡查工作完毕,无人侦察机自动返航。

农田勘探

无人机配合高清拍摄设备,可以对农田农作物的生长情况、受灾情况等问题进行勘探,对无人机图传数据及画面进行统计无人机体积小,对地形环境因素限制少,起降方便,飞行高度高,拍摄画面清晰,因此在农田勘测上发挥空间巨大。当受到自然灾害的情况下,可以快速及时的了解受灾面积、受灾情况,尽快的做出解决方案,及时应对,快速恢复生产,减少经济损失。

土地确权

无人驾驶飞机对建设用地及农业用地进行全覆盖航拍,采用高分辨率的航摄影像,制作1:1000正射影像图,并采用无人机航测遥感技术能精确地完成农村土地实际面积、空间位置等重要测绘数据的采集,且能准确掌握地籍信息,可以做到“图账对应”,从而提高工作效率。使用无人机航拍技术可以进一步稳定农村土地承包关系,促进农村土地流转,增强农业、农村发展的活力,增加农民财产性收入,维护农民土地承包权益。

农情检测

无人飞行器能够搭载光谱设备,测试在400 ~800nm 光谱区内叶片的胡萝卜素含量。无人机也可以携带近红外多光谱相机对玉米田的杂草覆盖率进行分析。实验表明,使用无人机采集到的远程光谱图像是常规机载图像及卫星图像无法比拟的。其生成了一个杂草的网络结构,对杂草覆盖的估计图像分析取得了令人满意的结果。经过计算机分析,得到了当年除草剂的合理使用分析结果,并进行了除草剂的需求和总体成本提前管理操作。

土壤湿度监测

无人机搭载可见光-近红外光设备作为检测手段,通过对比图像的各种空间分析特性,得到提高土壤湿度与包含信息的相关系数,保证了所建立的模型的高准确性,完成了土壤湿度的合理化监测。使用无人机进行土壤湿度监测具有成本低、时效性好、方便携带等多方面优点,在我国土地辽阔、地形类别复杂的前提下具有很好的实用价值。

高寒测绘

无人机在测绘中具有非常重要的作用,可以机载遥感设备,如高分辨率CCD数码相机、轻型光学相机、红外扫描仪,激光扫描仪、磁测仪等获取信息,用计算机对图像信息进行处理,并按照一定精度要求制作成图像。为适应城镇发展的总体需求,提供综合地理、资源信息。正确、完整的信息资料是科学决策的基础。

素质体育教育

中国的教育模式正在由过去的STM科学思维模式转变为STEM模式。STEM分别是英文science、technology、engineering和 mathematics的首写字母,与STM相比多了“工程”元素,倡导“动手”能力的培养。通过广泛开展机器人运动,健康开展机器人运动,能为国家培养各类高素质人才,提高国家竞争力,提高国家科技能力,促进素质教育开展,并且有助于提升国民综合素质,有力推动中国体育事业的健康发展,是践行利国利民的伟大工程。