基于高精度DEM的地形感知和低空防撞预警飞行地理信息系统
2021-04-27谢小魁冯国禄
谢小魁, 冯国禄
(1.北部湾大学 资源与环境学院, 广西 钦州 535011; 2.钦州市海洋资源与环境遥感重点实验室, 广西 钦州 535011; 3.广西北部湾海洋生物多样性养护重点实验室, 广西 钦州 535011)
新材料的广泛应用,加上严格的安全规则和完善的管理制度,使得常规的高空飞行的机动性和安全性得到了很大的提高和保障。但目前民用飞机和武装飞机有大量的低空飞行任务,如民用飞机在进行自然资源测绘、生态环境调查、救援防火等任务时经常需要进行低空作业。而研究表明,飞行高度为1 000 m时,飞行器被地面雷达发现的概率为100%;飞行高度为100 m时被地面雷达发现的概率为30%,而飞行高度在15 m以下,由于地球的曲率以及山脉、森林等障碍物阻挡,成为雷达探测不到的“盲区”[1],因此低空飞行也是武装飞机提高突防和攻击能力的重要方式。但低空飞行面临着较大的可控撞击事故风险[2],可能导致机毁人亡,损失惨重。因而,通过高精度的数字高程模型(digital elevation model,DEM),开发数字地形感知和低空防撞预警功能,研发飞行地理信息系统(flight geographic information system,FGIS)很有必要,是保证低空飞行安全的重要科技手段。
飞行器上软硬件资源极其有限,严重制约着地理信息技术的应用。常规的移动式地理信息系统存在体系结构复杂、存储数据庞大、算法复杂等缺点。由于稳定性不高,目前FGIS的研究和应用较少。飞行地理信息系统中的数字地形感知和低空防撞预警构建的核心技术包括DEM存储的逻辑结构和物理结构、多分辨率和数据容量、多数据叠加和多图层融合、地形感知算法和防撞预警功能,对比精度优选数据来源,可为FGIS的研发提供参考。……
