无人机遥感技术十篇

无人机遥感技术篇1

一、无人机遥感系统

1、无人机遥感系统的组成

无人机遥感系统是由地面部分、空中部分以及数据处理部分组成，其中主要是前两部分，地面部分是由航迹规划系统、地面控制系统以及显示系统，空中部分则包含空中控制系统、传感器系统、压缩系统以及无人机平台。

航迹规划系统主要是对空中飞行器进行航线的规划，规划航线的依据主要是根据飞行要求、飞行器的性能和飞行作业区的特点进行规划，规划后的航线传递至地面控制系统和空中控制系统中，用于控制飞行的航线轨迹，传感器系统是无人机的主要获取遥感影像的设备，它的种类多样，主要包括CCD数码相机、磁测仪以及合成孔径雷达等，其中CCD数码相机由于感光度和色彩深度好，而且它的载片量大，所以在地震灾区采用的是CCD数码相机，遥感器在获取遥感影像后通过飞行平台和地面控制系统则对影像进行传输和处理。数据压缩和解压缩系统目的是为实现数据的实时传输。数据后处理部分是对影像数据进行加工，并提取有效信息。集合各个部分的功能完全可以满足灾情监测的需要。

2、系统的技术优势

①机动快速、升空准备时间短、飞行速度快可迅速到达监测区域，高精度遥感设备操作简便，可以在短时间内获取遥感监测结果。

②无人机自动化程度高，可按照预定的飞行航线自主飞行和拍摄，即使飞出人的视线范围内也可自行按照预定航线飞行，并且航线控制精度高，飞行姿态平稳。适应各种不同的情况。

③智能化程度高，有故障自动检测及修复，而且易操作，人员经过短期培训，便可自行操作。

④无人机上的摄像设备，具备面积覆盖大的技术能力，并且获取图像的分别率很高，可以达到分米级。

⑤运营成本较低，系统的存放以及维护简便。

二、无人机遥感系统进行地质灾害监测工作

1、工作流程

①在灾害发生的第一时间里立刻确定灾区的位置，并进行收集灾区的资料，为无人机飞行的飞行条件进行分析，如对气象资料中的风力、雨雪天气对确保飞行的安全是重要的信息，无人机可在小雪天气以及8级风速这种恶劣天气秀飞行。

②在灾区的地理位置确定后对重灾区进行航线规划，实现对无人机飞行的飞行高度、航迹进行规划，并在地面建立信号传输架，通常无人机飞行的高度在50米到4000米之间，速度在70公里/小时到160公里/小时范围内，续航的能力在3消失内。

③航线规划好后把航线信息输入控制台，便可对无人机发出飞行指令，无人机在接到指令后，可通过短距离跑的滑行、人工投射方式起飞，无人机则可按照预定航线进行飞行。

④当无人机超出了人的视线范围内之后，无人机通过地面控制系统可视线自动化飞行，以及完成灾区的拍摄，拍摄到得遥感影像通过传感器、无人机平台及地面控制站间进行传输，并通过显示装置实时显示。

⑤无人机在执行了拍摄任务后自动关闭遥感设施，按照预定航线返行并根据地面控制人员的指令自行降落。

⑥在得到数据之后，用数据处理软件对影像资料进行实时处理和综合分析。

2、无人机遥感技术在地质灾害中的作用

地质灾害发生后，人员很难在第一时间进入灾区，因此得到灾区的第一手资料成为灾后处理事件的第一要务，无人机遥感技术可在人员到达灾区之前得到灾区的影像图，无人机遥感技术在地质灾害中的作用很重要，体现在以下几点。

①提高灾情的监测能力

②提供了客观准确的灾情数据

③监督了灾后恢复重建进展情况

④提升了预警监测水平

⑤健全了对地观测技术在减灾救灾中的应用

三、案例分析

我国是一个地质灾害多发国，无人机遥感技术在灾害中第一时间获取影像信息数据，并对灾区的救援工作提供了第一手的资料。在四川雅安庐山县地质灾害中无人机得灾害救援能力得到了充分的体现，国家减灾中心在震后30分钟以内启动了重大自然灾害无人机应急合作机制，迅速的组织了无人机遥感灾害监测工作组，北京、西安以及四川分别派出了无人机队伍进行灾后的遥感测绘工作，为救援和灾后重建提供了大量的珍贵资料，使国家及时的做出了正确的方案。

无人机遥感技术篇2

关键词：无人机；遥感技术；环境监测；研究进展

中图分类号：X87

文献标识码：A文章编号：16749944（2017）8016602

1引言

长期以来，我国环保监测方面一直存在“门难进、脸难看、证据难找”的情况。即使环保部门勒令环境污染较为严重的企业进行整改，但很多企业忽视环保，仍然违规生产、顶风作案。部分企业甚至不配合环保局人员调查，拒绝甚至对环保检查人员进行攻击。选择新型的环境监测技术以应对当前的严峻形势，显得非常迫切。

无人机具有快速机动、预警响应能力快的特点，可以通过车载或者地面方式从多种地域直接发射，快速到达工业生产监测区域.对污染发生位置进行实时监侧，通过滑行和伞降的方式进行回收取证。无人机遥感技术在短时间内快速而且准确地获取遥感数据的优势，带动了其在环境监测领域的快速发展。

2无人机遥感技术

2.1无人机简介

无人机（UnmannedAerialVehicle，缩写UAV）是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。根据其系统组成和飞行特点，无人机可分为滑跑滑翔型、弹射起飞滑橇降落型、手抛伞降型、旋翼直升机四大类型，其特点和应用领域见表1。

2.2无人机遥感系统

无人机遥感系统（Unmanned Aerial Vehicle Remote Sensing ）

以先进的无人驾驶飞行器为平台，负载数字遥感设备（数码相机、数码摄录机等）进行拍摄和记录，通过遥感数据处理技术进行影像的同步传输，以实现对采集对象信息的实时调查与监测，且可以完成遥感数据处理、建模和应用分析的应用技术。无人驾驶飞行器技术和通讯技术、遥感传感器技术、GPS差分定位技术、遥测遥控技术和遥感应用技术相互结合组成的无人机遥感系统，具有自动化、智能化、专题化，可以快速获取国土、资源、环境等的空间遥感信息（图1）。

2.3无人机遥感技术的优势

2.3.1作业安全、效果直接。

无人机监督执法不受空间与地形条件等各方面的干扰，可以比常规的监管执法手段更为独立，直接取得第一手的真实情况。无人机遥感系统具备面积覆盖、垂直或倾斜均能成像的技术能力，尤其是搭载的高精度数码成像设备，可以实现实时回传的视频信号，在视频终端清晰成像，现场情况辨识度可以精确到0.1m，能对现场环境监测指挥工作提供实时的帮助。同以往的环保现场监督检查相比，无死角，更直接安全。

2.3.2目的明确、操作简单

无人机遥感系统智能化和自动化水平均比较高。可以通过在系统中事先设置飞行路线来达到无人驾驶，并且在飞行中通过不断的微细校对和调整来达到对目标的精确测量。现在的无人机遥感系统可以通过视频系统后手柄来完成操作。

2.3.3使用成本低

目前无人机最多能加载5kg油，一次飞行任务可以到达100多个监测点，能够在空中持续飞行16h以上。无人机体形小，耗费低，系统的保养和维修简便，具有监测时间长、区城广、使用成本低的优点。

3环境监测

3.1无人机遥感技术在水环境监测中的应用

由于内陆水体具有污染类型多样、环境复杂且水域面积相对小的特点，要求数据精度非常高，目前无人机还达不到要求，因此在内陆水环境监测中的应用研究相对较少。目前水环境监测主要是借助系统搭载的多光谱成像仪生成多光谱图像，从宏观上观测水质状况，提供诸如水质富营养化、水华、水体透明度、悬浮物排污口污染状况等信息的专题图，直观全面地监测地表水环境质量状况，从而达到对水质特征污染物监视性监测的目的。国内无人机第一次应用于环保领域是在辽宁省，采用无人机遥感系统对辽河流域进行的辽河治理现状航拍和遥感监测进展顺利，可以得到分辨率为0.1 m的实景图像数据，对这些图像进行技术评估，可以及时掌握辽河治理重点区域的动态变化情况。

3.2无人机遥感技术在大气环境环境监测中的应用

现在，国内无人机遥感系统在大气环境监测方面可监测的指标主要包括臭氧、粒子浓度、温度、湿度、NO2和压力等。可迅速查明环境现状具有视域广、及时连续的特点。无人机不仅可以实现实时对大气环境数据进行监测，还可搭载采样器，在空中采集大气样品后送回实验室进行检测分析。

3.3无人机在生态环境监测中的应用

目前，无人机遥感技术生态环境监测方面应用主要实现方式表现为利用数码相机或光谱类设备（如红外摄影机、红外扫描仪、微波辐射计等）获取遥感影像，通过地面控制系统及数据后处理系统，实现数据拼接与处理，提取宏观环境监测或大范围监测指标。应用领域体现在森林资源调查、灾害监测、生态环境等方面。

3.4在环境应急监测中的应用

一旦突发环境污染事件发生后，在情况危险、交通不利等不利因素下，相关应急处理人员无法到达现场，而无人机遥感系统可快速赶到污染事故所在空域，系统搭载的影像平台可实时传递影像信息，立体的查看事故现场、污染物排放情况和周围环境敏感点分布情况，监控事故进展，为环境保护决策提供准确信息。无人机遥感系统的使用，不仅保障了现场工作人员的人身安全，同时也大幅度的降低了现场环境应急工作人员的工作难度。如发生在2010年的大连新港30万t级油轮输油管线爆炸事件，当时原油入海造成约50 km2海域受到污染，传统的环境监测技术无法控制。环保部在第一时间调配无人机携带遥感系统赶赴现场进行了“天―空―地”同步监测。无人机遥感系统在恶劣条件下多次成功完成低空飞行监测作业，提供的海面油污发展监测数据可以动态反映溢油发生发展情况，为当时的环境应急管理提供了重要技术支持。

5结语

无人机遥感技术作为一项极具潜力的环境监测技术，具有实时传输影像、续航时间长、系统保养维修简便、实用成本低、覆盖区域广、使用用途多、机动灵活等优点，正在快速发展。目前我国正在建设“天-空-地”一体化环境监测网络体系，并且已经在自然地质灾害、大气、内陆水体、海洋、生态预警等多个环境监测领域取得了一些研究成果。相信随着相关技术的不断发展成熟，无人机遥感技术将在环境监测领域发挥日益重要的作用。

参考文献：

[1]

⑾椋林维昌.多功能环境监测无人机系统设计[J].科技视界，2016（12）：55～56.

[2]谢涛，刘锐，胡秋红，等.基于无人机遥感技术的环境监测研究进展[J].环境科技，2013（4）：55～60，64.

无人机遥感技术篇3

【Keywords】 UAV remote sensing technology； geological disasters； regional disaster monitoring

【中图分类号】P231 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）03-0090-02

1 引言

在对地质灾害区域进行检测的过程中，传统航拍的方式不仅时效较低，同时空间的分辨率相对较低，从整体的视觉效果方面进行观察得知，其综合效果较差。随着科技的进步，人工智能化水平加强，无人机技术得到了广泛应用与发展，从单纯的军事用途逐步应用于民用及商用，为人们的生活和工作带来了较大的便捷。由于地质灾害对人们生活产生极大的影响，掌握地质灾害发展的真实状况能在一定程度上降低灾害的不良影响。因此，本文主要从以下几个方面进行论述。

2 无人机遥感技术简介

2.1 无人机遥感系统组成

在无人机遥感系统当中，主要划分为三大部分：

①地面系统。该系统中主要包含了地面辅助设备、地面监控分系统、起飞着陆系统的地面部分、遥控遥测系统地面部分以及地面遥感测站等。

②任务载荷。该系统中主要包含了火控系统、目标探测系统以及武器外挂系统。而目标探测系统中又分为光电系统、雷达系统和激光测距。

③飞机系统。无人机遥感机因飞行的灵活性、适于低空飞行作业和操作便捷等特点，飞行过程中能获取高分辨率的成像，在测绘领域当中得到广泛的应用[1]。

2.2 无人机遥感技术的特征

通过上文的简介得知，无人机遥感技术的应用能改善传统航拍的影像效果。在其实际工作中，无人机遥感测绘一般以无人机为主要载体，并携带相机和传感设备作为辅助，能准确快速地完成低空小范围区域高精度的测绘作业，其主要优势是应用范围大，投入成本低，这些特点使得其具有的优势多于有人机测绘。

此外，无人机遥感技术具有的另一特征是对测绘数据和信息高效处理的能力，无人机遥感系统的测绘作业以遥感数据为主，此系统精准空间分辨率高，时效性强，测绘周期短，同时相对于测绘数据而言主要是对影像数据的处理研究。依据一般无人机技术特点优势而言，对影像的处理包括影像匹配、像素处理以及正摄纠正等。对数据和图像的处理技术使得到结果的真实性较高[2]。

3 无人机遥感技术在地质灾害检测中的应用分析

3.1 快速测绘

在采用无人机遥感技术时，由于其和传统测绘方式相比，最大的特征是具有灵活机动的飞行特征，无人机的飞行速度较快、重复周期较短，能在短时间内实现所要拍摄的图像，同时能达到短周期内重复进行拍摄，应用这样的检测方式对地质灾害发生地区产生的影响相对较小，能起到对灾情动态检测的作用。辟如，六旋翼无人机在鲁甸地区地震中的应用，拍摄的速度为72次/s，拍摄的精度高达40mm。由于无人机的可操作性较强，参与操作的人员只需要在短时间内进行专业的培训，便能开展正常的测绘工作。对地震灾区进行无人机测绘的结果如图一所示。从测绘效率的角度得知，在测绘活动开展的第一次飞行的7min内，完成测绘的面积为100000m2；从测绘精准度的角度而言，精?识却锏?40mm，通过对图片的观察能清楚地看到树木的纹理分布；依据测绘可视化的角度，处理并合成的影像数据可以从电脑上清楚地看到地质灾害区域的俯视图和仰视图，从不同角度访问全面地了解到灾区的真实状况，这对灾情影响范围的控制和救援工作的开展提供了切实可行的参考。

3.2 地质灾害排查测评

通过采用无人机遥感技术，得到了相应的影像数据，提取灾区地质状况的二维和三维的图像，实现了对灾区地质地貌的全面展示。在对地质灾害程度进行测评时，无人机遥感测绘技术作为数据的主要来源，能够充分地利用GIS技术，针对地质灾区的内地质条件、气候预测还有植被破坏的程度等方面的内容予以专题图的绘制，采用GIS对空间分析的能力，来对地质灾害区域进行等级评定，为地质灾害区域将要发生灾害次生的类型、规模以及区域等方面的信息予以全面的标识，这样等级评定，对后续救援路线和资源的分配具有重要的作用。

4 无人机遥感技术未来发展前景探究

在先进科学技术的支持下，无人机遥感技术得到较好的发展与应用，在地质灾害监测中，由于其自身具有灵活和精准度高的特征，在未来的发展中强化软件性能在很大程度上提升测绘的技术。硬件方面，无人机自身飞行具有稳定性、抗逆性，影像拍摄的频率得到很大的提升。从而提高影像获取的硬件支撑能力，尤其是在空间分辨率方面和对不良天气的抵抗力方面能得到适当的提升。对无人机硬件方面的改良主要是为了获取高精准度和低噪点的影像与数据，进而节省后续对图像处理的成本和时间。对于软件开发方面，最主要的发展方向是研发抗干扰能力和数据加密技术能力的提升。

无人机遥感技术篇4

关键词：无人机遥感；发展现状；应用领域；前景展望

0 引言

无人机遥感（Unmanned Aerial Vehicle Remote Sensing )，是利用先进的无人驾驶飞行器技术、遥感传感器技术、遥测遥控技术、通讯技术、GPS差分定位技术和遥感应用技术，具有自动化、智能化、专用化快速获取国土、资源、环境等空间遥感信息，完成遥感数据处理、建模和应用分析的应用技术。无人机遥感系统由于具有机动、快速、经济等优势，已经成为世界各国争相研究的热点课题，现已逐步从研究开发发展到实际应用阶段，成为未来的主要航空遥感技术之一。

1 无人机遥感介绍

无人机飞行器与航空摄影测量相结合，成为航空对地观测的新遥感平台被引入测绘行业，加上数码相机的引入，就使得“无人机数字遥感”成为航空领域的一个崭新发展方向。“无人机数字遥感”有低成本、快捷、灵活机动等显著特点，可成为卫星遥感和有人机遥感的有效补充手段。

无人机飞行器遥感技术有其他遥感技术不可替代的优点，可成为卫星遥感的有效补充手段，该技术主要涉及飞机平台、测控及信息传输、传感器、遥感空基交互控制、地面实验/处理/加工、以及综合保障等相关技术领域。我国无人飞行器航空遥感技术的进步不仅表现在无人飞行器的研制，还表现在正好适用于航空遥感的飞行控制系统、遥感通讯系统的研制，更表现为轻小型化传感器及其单反数码相机，并配备有姿态稳定平台，可快速获取城镇大比例尺真彩色航空影像。

目前的无人机遥感系统多使用小型数字相机（或扫描仪）作为机载遥感设备，与传统的航片相比，存在像幅较小、影像数量多等问题，针对其遥感影像的特点以及相机定标参数、拍摄（或扫描）时的姿态数据和有关几何模型对图像进行几何和辐射校正，开发出相应的软件进行交互式的处理。进一步的建摸、分析使用相应的遥感图像处理软件。

2 国内外无人机遥感的发展现状

无人机出现在1917年，早期的无人驾驶飞行器的研制和应用主要用作靶机，应用范围主要是在军事上，后来逐渐用于作战、侦察及民用遥感飞行平台。20世纪80年代以来，随着计算机技术、通讯技术的迅速发展以及各种数字化、重量轻、体积小、探测精度高的新型传感器的不断面世，无人机的性能不断提高，应用范围和应用领域迅速拓展。续航时间从一小时延长到几十个小时，任务载荷从几公斤到几百公斤，这为长时间、大范围的遥感监测提供了保障，也为搭载多种传感器和执行多种任务创造了有利条件。

传感器由早期的胶片相机向大面阵数字化发展，目前国内制造的数字航空测量相机拥有8000多万像素，能够同时拍摄彩色、红外、全色的高精度航片；中国测绘科学研究院使用多台哈苏相机组合照相，利用开发的软件再进行拼接，有效地提高了遥感飞行效率；另外激光三维扫描仪、红外扫描仪等小型高精度遥感器为无人机遥感的应用提供了发展的余地。

现在无人机遥感技术可快速对地质环境信息和GIS数据库进行更新、修正和升级。为政府和相关部门的行政管理、土地、地质环境治理，提供及时的技术保证。

随着我国改革开放的逐步深入，经济建设迅猛发展，各地区的地貌发生巨大变迁。以无人驾驶飞机为空中遥感平台的技术，正是适应这一需要而发展起来的一项新型应用性技术，能够较好地满足现阶段我国对航空遥感业务的需求，对陈旧的地理资料进行更新。

无人机遥感航空技术以低速无人驾驶飞机为空中遥感平台，用彩色、黑白、红外、摄像技术拍摄空中影像数据；并用计算机对图像信息加工处理。全系统在设计和最优化组合方面具有突出的特点，是集成了遥感、遥控、遥测技术与计算机技术的新型应用技术。

3 无人机遥感的应用领域及发展前景

随着无人机技术的高速发展，越来越多地被用于影像获取，如在气象监测、资源调查与检测、测量、突发事件处理等方面取得了丰硕的成果。

（1）台湾大学理学院空间信息研究中心利用无人机拍摄低空大比例尺图像，配合FORMOSAT2分类进行异常提取，解译桃园县非法废弃堆积物（固体垃圾等），用于环境污染和执法调查。

（2）美国Nicolas Lewyckyj等人利用UAV-RS技术在北卡罗莱纳洲进行自然灾害调查，通过正射影像处理与分析准确评估场房和村庄的损失。显示了无人机遥感技术具有的快速反映能力，为灾害的治理提供了及时、准确的数据。

（3）日本减灾组织使用RPH1和YANMAHA 无人机携带高精度数码摄像机和雷达扫描仪对正在喷发的火山进行调查，无人机能抵达人们难以进入的地区快速获取现场实况，对灾情进行评估。为核电站及其它核设施的管理提供基础数据。

（4）我国首个成立的Quickeye（快眼）应急空间信息服务中心，是我过无人机应急遥感应用的开创尝试和遥感应用典范。其基于的无人机平台即为例图所示Quickeye（快眼）系列无人机，在不到两年的时间内，该机型已成功作业近10万平方公里，广泛应用于1：1000，1：2000成图，及测绘、应急领域。

综上所述，无人机作为一种新型的遥感平台将得到广泛应用。目前最常用的遥感平台是卫星和有人驾驶的飞机，无人机平台已渐渐显露出它的重要性。遥感发展的一个总的方向是高空间分辨率、高光谱分辨率和高时间分辨率。所以无人机遥感在提高时间分辨率方面具有独特的优势。随着多光谱传感器水平的提高，重量和体积下降，无人机遥感在提高光谱分辨率方面同样具有潜力。

4 结束语

无人机遥感作为一种新的测绘方式具有很多优势且实际应用广泛，随着设备的更新，技术的发展与完善无人机遥感将在测绘系统中发挥重要的作用，并且将成为现代国家对地观测体系中不可或缺的重要组成部分，也会越来越广泛的应用于民用生活。

参考文献

无人机遥感技术篇5

关键词：低空遥感；农业大数据；无人机；农情解析

农业生产是人类赖以生存的传统性社会生产活动，但由于其具有生产分散性、地域复杂性、灾害突发性等特点，人们难以及时掌握农业资源信息来推动生产发展。1970年代开始，随着民用资源卫星的出现，农业生产领域最先开始利用遥感技术进行农作物面积监测和估产且效果显著。近年来，无人机遥感技术在农业生产中的应用发展迅速，凭借其灵活机动、操作简单、成本低、获取影像速度快且光谱分辨率更高等高空遥感无法比拟的优势，推动了精准农业的调查、评价、监测和管理。由于无人机遥感技术可对农作物进行快速高效的动态实时监测，它已经成为当下农业遥感领域的研究热点。

1无人机遥感概述

1.1无人机发展历程

1916年9月，无人机正式步入人们视线开始发展，2010年开始进入全民应用阶段。目前无人机的应用已经渗透到人类生活的方方面面，成为促进社会经济发展的重要增长点。无人机以其操作方便、灵活机动、实时精准等特点受到了越来越多的关注和得到了应用发展。我国的无人机发展虽起步较晚，近年来也获得了一定的成果，开展了一系列卓有成效的应用研究，影像数据的监测和获取精度有了极大的提高。

1.2无人机低空遥感系统组成

具体的无人机低空遥感系统的组成部分有：无人机飞行平台、微型传感器负载、地面控制台、数据传输系统和影像处理系统等。在农业资源领域，无人机的形状大小、可载负荷量、飞行性能和航线规划算法都对农田资源的监测获取精度有着很大的影响。近年来随着多种无人机平台———如固定翼、单旋翼和多旋翼等无人机机型的出现，各种问题和缺陷也逐渐显露出来，农业遥感技术的发展面临着新的机遇和挑战。

2无人机农业应用中的优势

相比于卫星遥感，无人机有着独特优势。（1）无人机作业自主化。农业无人机由动力驱动，操作灵活，可以根据要求自主规划最佳航行路线和拍摄角度，极大地弥补了传统作业需要大量人力且效率低的缺点。（2）无人机获取数据精准。低空无人机遥感技术可以凭无人机的近地摄影测量优势获取更高精度的光谱影像，覆盖范围更广，受到天气和空间的影响更小，与“精细化农业”的目标更加贴合。（3）无人机获取数据实时、快速、成本低。可以动态连续监测，利用所得影像的高光谱信息进行作物营养诊断、农田系统检测和种类细分、作物长势动态信息获取等技术操作。

3无人机低空遥感技术的主要应用

3.1农业资源预测评估

粮食作物是维系社会正常运行的基础，种植面积与长势的波动影响着国家的稳定。卫星遥感在精确即时数据获取方面有着明显缺陷，无法满足现代农业要求。近年来，无人机遥感随着技术的成熟，弥补了卫星遥感的不足，其在农作物长势分析、养分和土壤水分分析等方面发挥着独特优势。在不与农作物直接接触的情况下可以通过传感器在低空获取作物的电磁波信息并得到相关的指标数据，然后用相应的定量分析方法对耕地生产力进行评价，且最终获得的数据的空间分辨率可达到厘米级。参照刘忠等[1]的研究，将农作物长势关键参数划分为形态指标、生理生化指标、胁迫指标和产量指标等4类。有关长势参数反演的相关研究近年来在国内外都是研究热点，反演方法有形态特征提取法、辐射传输模型法等众多针对不同情形的方法，选择时要尽量避开其短板。

3.2农业虫草害遥感监测

全世界每年由病害和虫害导致的粮食减产仍然十分严重，在总产量中的占比约达到了1/4。目前国内外对利用无人机遥感进行数据反演的研究有很多，但是还未形成规模化成果进行推广，大部分是针对特定作物的监测研究。在农业虫草害中，作物与杂草的识别不可或缺，针对此问题Inkyu等[2]提出了新的改进办法，即利用站式滑动窗口的方式开发一种新的识别分离模型。在各研究中，对于虫草害等信息光谱特征专门提取并进行遥感反演定性，若可更深入研究并加以推广，可做到对灾害的及时发现和防治，将对农业发展有巨大的推动作用。

3.3精准农业管理

精准农业管理是根据作物生长环境和自身特点的差异性进行精准的特定的管理，达到浪费少、成本低、收益高的目的。在李明等[3]的实验研究中，对通过无人机遥感试验得到的多幅有重叠区域的水稻地块图像，进行处理后建立的可识别二分类Logistic回归模型准确率高，对各不同地块的差异性比较具有参考价值。对无人机影像获得的三种可见波段进行模型建立可达到高精度提取某种作物信息的效果。如综合利用红、绿、蓝三个波段建立可见光差异植被指数模型，绿色健康植被信息的提取精度可达到90%。

4无人机农业应用中的不足

由于无人机遥感技术仍是近年来的新兴技术，若要大规模推广利用仍有许多局限性。无人机自身携带的GPS精度、天气状况、续航时间、通信距离等因素都会影响无人机遥感技术的适用性和实用性。针对单一无人机的作业能力，国内外研究者提出了众多解决方案，但尚未得出一个全面的结论，例如若提高机载设备的监测精度往往又会减低其单次飞行时间。同时，农田间环境千差万别，对无人机的运行也是极大的挑战。在面对复杂天气时，体积小质量轻的优点反而成了劣势，若不能做到随时监测就会降低无人机遥感的可靠性，恶劣条件下通信信号变弱也会影响到低空无人机的运行。国内外无人机遥感研究模型试验的农田范围尚小，缺乏代表性。

无人机遥感技术篇6

遥感就是照相？

说起遥感，很多人认为它的主要作用就是“拍照”：从空中拍下照片进而获取有效信息。实际上，遥感绝非这么简单，“拍照”仅是拉开遥感技术系统的一个小“开篇”，遥感技术的真正作用是将信息从“照片”中提取出来并得以应用。

中国科学院遥感所研究员郭子祺说：“遥感不仅仅只是照相，而在于遥感所获取的地物光谱信号中还包含有可见光波段范围以外的有用信息。一张照片通常反映出来的只是可见光波段范围内的信息，也就是人眼能感觉到的光谱信息。”

“目视解释”和“计算机解释”是目前从遥感图像上获取目标地物信息的主要过程。专业人员通过直接观察或借助判读仪器在遥感图像上获取特定目标信息的过程被称为“目视解释”，而“计算机解释”顾名思义，以计算机系统为支撑，利用模式识别技术与人工智能技术，结合专家知识库的解释经验和成像规律等知识进行分析和推理，实现对遥感图像的解释，从而完成信息提取的过程。

目前遥感的光学传感器和微波传感器所能采集到的信息波段范围是很宽泛的，可见光波段只是其中一小部分。按传感器的探测波段的不同，可以把遥感分为紫外遥感、可见光遥感、红外遥感和微波遥感。“而像红外信息、紫外信息等，这些信息普通的照片是反映不了的，只有用专门的成像设备经过转化才能变成人眼看的图像。”郭子祺说。

遥感传输准确无误？

不难想象，假如在高空或水陆进行遥感拍摄，空间距离等多方面因素势必会给遥感传输带来一些不可避免的干扰与影响，而这又直接关系到后期的数据处理能否准确进行。

“通过遥感获得的信息是很丰富的。除可见光波段外，红外与紫外波段或者微波波段的信息，人类的肉眼是看不见的，我们只能通过遥感图像来提取与分析其中所包含的信息。”郭子祺说，“而在这些信息当中，有些信息属于干扰信息。比如用卫星遥感来探测地表信息，太阳光通过反射给卫星传感器，这中间有一个过程跟距离，有云雾的干扰、太阳强弱的干扰等等，所以我们需要将它的信息进行修正处理，这些都是属于处理的部分。”

虽然目前遥感信息获取系统已经较为完善，但由于地球大气、陆地和水体非常复杂，所以导致遥感图像出现误差情况难免会发生。不过我们可以通过后期图像处理来进行校正，从而获取更为精准的信息。“比如在遥感信息获取系统工作正常的情况下，由于大气衰减的原因，获取的数据仍然带有辐射误差，这时就需要进行遥感图像大气校正。有时在提取地表生物量时，如果数据未经校正，就有可能得不到准确的遥感信息。”郭子祺说。

遥感技术无所不能？

资源环境、灾害监测、城市规划等等随处可见遥感应用的影子。它遍布在我们生活的每个角落，但这并不代表它无所不能。至少在目前，它仍存在一些“盲点”需要突破。

郭子祺说：“现在的遥感，一般是指利用光谱和微波信号来对地物进行认识。光谱和微波信号能给我们提供很多有用的信息。但光谱信号本身没有穿透能力，微波信号也非常有限。这样就不能给我们提供地表和水面以下的信息，存在探测盲点。这是它的一个不足之处。”

这是否代表地表以下的信息我们无从获取？当然不是！实际上遥感技术本身早已超越了光谱和微波的范畴。“任何的信息都有它的长处和不足的地方，实际上我们现在真正要想解决一个应用目标的话，最好的办法是综合各种有用的信息。”郭子祺告诉笔者，除了光谱微波这种信息源之外，还要结合比如磁、重、电以及声波等有效信息，将它们综合采纳，这样才能对我们地球有一个更全面的认识。

“遥感可测量的物理量应该是涵盖所有的，概念是广义的才更合理，所有物理探测内容都在其中。”郭子祺说，一般人们对于遥感可测量的物理量的理解，只是测量地物光谱吸收反射量和极化干涉等物理量，这其实是一种相对狭义的概念。“目前人类探测世界采用的重力、磁场、声波、光学方法已经广泛应用在宏观和微观物质探测方面，成为探索物质世界的唯一技术手段。广义遥感应该包含这些人类已知探测技术方法。运用广义的遥感技术对我们生存的物质世界才能进行有效的探测，而不仅仅只是观测。”

连线专家

记者：遥感技术在过去几十年中不断探索发展，是什么在支撑着它一路走来？

郭子祺：“任何学术的发展实际上都需要以实际需求作为牵引。例如目前如火如荼的遥感数据同化技术，它是对标准数据反演技术的延伸，目的是对空间分布的环境参数提供物理意义上一致的估计。这是遥感迈向行业部门实际应用的一个很关键的一步。但是这一部分目前行业部门遥感界我觉得还是远远不够。遥感技术本身应该与实际意义相结合，关注实际行业部门的需求，而并非一味盲目的追求技术上的卓越。任何技术必须要应用于生产为它们而服务，这样的技术才能体现出价值。否则的话，你的空中楼阁高高在上，即使技术高超无与伦比，但也只能是离正确的发展道路越走越远。”

记者：卫星、飞机每天拍摄和获取大量的地表信息，但是真正被提出来的被行业部门用到的有效信息微乎其微，这是否会造成资源浪费？

郭子祺：“存储的数据是海量的，但这些数据到底能产生多少社会效应？问题就在于应用技术的缺乏，遥感技术与行业部门的需求脱节，没有为行业部门服务。比如说同样一幅照片测绘部门可以用，国土部门可以用，环保部门也可以用，它可以被很多的部门使用。很多人认为遥感是很大的一个‘框’，什么都可以往里面装，其实这种观点是错误的。概念模糊是存在于短时间内，长期发展下去肯定要概念明确化、精确化。说简单点就是什么技术为什么服务。比如说以后可能会出现海洋遥感就是专为海洋服务，国土遥感就是为国土服务。如果我们背道而驰，只去追求技术的先进性而不与实际应用结合起来，去博得一个需求对口相互促进的形态的话，那么遥感技术下一步该怎么走恐怕会难以抉择。”

无人机遥感技术篇7

关键词:无人机系统；快速测绘；分析

Abstract: Combined with the actual, this paper introduces the concept of the UAV system fast mapping, and analyzes the specific operating processes and advantages and disadvantages, for your reference.

Key words: UAV system; fast mapping; analysis

中图分类号:TP79文献标识码： A文章编号：2095-2104（2012）

近年来,随着经济建设的快速发展,地表形态发生着剧烈变化,迫切需要实现地理空间数据的快速获取与实时更新。航空摄影是快速获取地理信息的重要技术手段,是测制和更新国家地形图以及地理信息数据库的重要资料源,在空间信息的获取与更新中起着不可替代的作用。应实时化测绘的需求,无人机航摄近年来发展迅猛,随着无人机与数码相机技术的出现与发展,基于无人机平台的数字航摄技术已显示出其独特的优势,在应急数据获取与小区域低空测绘方面有着广阔的应用前景。无人飞行器与航空摄影测量相结合,成为航空对地观测的新遥感平台被引入测绘行业,加上数码相机的引入,就使得“无人机数字低空遥感”成为航空遥感领域的一个崭新发展方向。“无人机数字低空遥感”有低成本、快捷、灵活机动等显著特点,可成为卫星遥感和有人机遥感的有效补充手段。本文主要论述了无人机数字航摄系统的性能与特点以及利用其实施的低空摄影测量试验,通过试验论证了该系统的可行性与优势。

1、“无人机低空遥感”系统简介及发展状况

无人飞行器遥感技术有其他遥感技术不可替代的优点,可成为卫星遥感和有人机遥感的有效补充手段,该技术主要涉及飞机平台、测控及信息传输、传感器、遥感空基交互控制、地面实验/处理/加工、以及综合保障等相关技术领域。我国无人飞行器航空遥感技术的进步不仅表现在无人飞行器的研制,还表现在正好适用于航空遥感的飞行控制系统、遥感通讯系统的研制,更表现为轻小型化传感器及其数据处理系统相匹配的航空遥感系统集成,最终形成可执行航空遥感任务的业务系统。

目前,我国已有多家科研机构和公司研制出轻小型无人机遥感系统(固定翼无人机和无人直升机低空遥感系统)。目前比较适用的低空遥感无人机,一般任务载重10kg～20kg,安装1～4个面阵数码相机,适宜获取0.05m～0.50m分辨率的光学彩色影像。机上安装GPS和轻小型稳定平台,因此可以支持全自动空中三角测量,实现稀少地面控制点的高精度测量。

“无人机低空遥感”系统组成

本文论述的无人机数字航摄系统是自主产权的“华鹰”无人机数字航摄系统,该系统是是基于固定翼飞行平台的现代化城镇空间数据采集系统,系统见图1所示。该系统采用具备姿态、速度和高度精确控制与数据记录，以GPS导航为基础的自动驾驶仪，搭配千万像素级135型全画幅单反数码相机和姿态稳定云台，可快速获取1:2000大比例尺真彩色航空影像。

该系统的无人机重20kg,长2.1m,翼展2.6m,它采用一台空活塞发动机推进,巡航速度110km/h,升限达到海拔3500m,续航时间3小时。该系统采用了先进的GPS导航自主飞行,航线全自动规划,飞行航迹、高度和姿态高精度自动控制等一系列先进技术,具备了良好的飞行性能,只需要一条100m长的跑道,周围没有突出的障碍物,无人机就可以自主起降,如果采用遥控起降方式,则只需要二三十米长的跑道。起飞后,盘旋一圈,检验飞行状态,就可以按照预先设定的航线,自动飞往预定目标执行任务。它主要包括：

2.1空中部分:云台(含稳定平台)、数码相机、执行部分、自动控制设备、差分GPS、摄像机、通讯设备。

2.2地面部分:地面GPS、手控设备、编码器、计算机、通讯设备。

该系统通过无线链路方式连接连接地面与空中设备。

图1

“无人机低空遥感”系统控制指标

通过各项技术控制,该系统的航摄质量所达到的如下:

3.1 航向重叠度:55%～80%可调,最大可设置为80%,重叠度平均差:≤±4%

3.2 旁向重叠度:25%～50%可调,最大可设置为90%,重叠度平均差:≤±4%

3.3 横滚、俯仰角:≤1.5°;旋偏角:≤3°

3.4 航摄高度稳定能力:≤±5m;

3.5航线偏差:≤±3m;

3.6 1km航线弯曲度:≤0.5%

无人机航摄系统技术流程

数字航摄作业与传统胶片航摄相比,影像无需冲洗和扫描,作业步骤减少了许多,这样可以大大缩短测绘产品生产周期,采用本文论文的无人机数字航摄系统进行作业的具体数字航测作业流程见图2所示。

图2

4.1资料收集及技术设计

首先，应充分收集测区现有资料，主要包括：1:10000地形图、高等级控制点情况、测区地形、相对高度、植被分布、天气状况情况。

4.2 航线及测区划分

根据本测区地形及成图比例尺等因素情况确定本次飞行的航高，确保无人机在安全的高度上飞行。考虑成图精度等因素，如果测区的相对高差较大，还需根据海拔高度分片区进行。考虑地形分布情况，确定航摄时的具体飞行路线。

4.3外业航空摄影

掌握天气动态，选择最有利的外部条件，尽量减少外部覆盖物（积雪、植被）对摄影与测图的不良影响。航摄方向一般均为东西方向，可减弱日照方面的影响。选择航摄时间既要考虑充足的光照度，又要避免过大的阴影。

4.4像控布设及像控点联测

一般采用区域法布设像控点，布设方式成格网状，格网点附近即是像控点的采集区域。在测区及地形变换处应布设平高点。

4.5内业空三加密

无人机所获取的航片有“像幅小，影像畸变大，旋偏角和翻滚角大”等特点，内业计算量非常大。该系统采用的空三加密模块和平差模块可快速并行处理海量数据，能够快速高效地生成大量高精度、高强度的模型连接点，获得高精度的空三加密结果，满足成图要求。

4.6 立体测图

采用现代数字摄影测量软件可自动进行以下工作，如：内业立体判测、模型连接等工作。并具备自动、最优地切换立体模型，无需生成核线影像。极大地减轻了测绘人员工作劳动强度，非常适合无人机航摄成图。

另一方面，由于无人机有其独有的特点，如：像元分辨率低（只有DMC的一半左右），内业判读困难，因此，在实际生产作业中我们应该适当增加大人工干预的力度。尤其要注意对于难于判断其是的点状地物。如：电杆、水塔或烟囱等的判读。

4.7 外业补测及调绘

如果在航摄过程中存在植被遮盖及阴影无法进行立体测图则可采用常规测量方式进行外业调绘及补测。

（略）

无人机遥感技术篇8

关键词：微型遥控无人机；技术方案；测量精度

Abstract: With the rapid development of information science and related industries, the rapid growth of demand for spatial data. Mini remote control without provides a new technical way human-computer photogrammetry platform for these special needs. The main factors of the miniature unmanned drone aircraft, structural characteristics, atmospheric conditions, flight control, technical scheme and post processing software and other aspects of the effects of mini remote-controlled UAV low altitude photogrammetry accuracy.

Key words: Micro drone; technology solutions; measuring accuracy

中图分类号：P25文献标识码：文章编号：

一、无人机遥感介绍

无人机飞行器与航空摄影测量相结合，成为航空对地观测的新遥感平台被引入测绘行业，加上数码相机的引入，就使得“无人机数字遥感”成为航空领域的一个崭新发展方向。“无人机数字遥感”有低成本、快捷、灵活机动等显著特点，可成为卫星遥感和有人机遥感的有效补充手段。

无人机飞行器遥感技术有其他遥感技术不可替代的优点，可成为卫星遥感的有效补充手段，该技术主要涉及飞机平台、测控及信息传输、传感器、遥感空基交互控制、地面实验/处理/加工、以及综合保障等相关技术领域。我国无人飞行器航空遥感技术的进步不仅表现在无人飞行器的研制，还表现在正好适用于航空遥感的飞行控制系统、遥感通讯系统的研制，更表现为轻小型化传感器及其单反数码相机，并配备有姿态稳定平台可快速获取城镇大比例尺真彩色航空影像。

目前的无人机遥感系统多使用小型数字相机（或扫描仪）作为机载遥感设备，与传统的航片相比，存在像幅较小、影像数量多等问题，针对其遥感影像的特点以及相机定标参数、拍摄（或扫描）时的姿态数据和有关几何模型对图像进行几何和辐射校正，开发出相应的软件进行交互式的处理。进一步的建摸、分析使用相应的遥感图像处理软件。

二、微型遥控无人机的特点

无人驾驶飞行器按照系统组成和飞行特点，分为固定翼型无人机、无人驾驶直升机和无人驾驶飞艇等种类。近几年来，微型遥控无人机变成了无人驾驶飞行器家族新的成员，它成为航天遥感、航空遥感和地面遥感平台的重要补充，它起着传统摄影平台不可替代的作用，在摄影测量中显现了它的优越性，它的特点有：

1.安全性高。遥控航空摄影的的作业现场许多是载人飞行器无法到达的空域或危险地区。如高原、沙漠、沼泽、火山口等。即使无人机出现故障，也不会出现人员伤亡。

2.成本低廉。用户无须一次性大量投资，无需租用场地，不需转场，现场起降，运营成本、维护成本远远低于载人机系统。

3.不需任何审批手续。它体积小，机动灵活，可在云层下做超低空、超视距飞行，降低了对天气条件的要求。

4.效率高。摄影资料现场回放，不符合要求的可即时重拍，飞行时间基本是有效拍摄时长；工作现场集中，便于统筹安排。

三、影响微型无人机低空摄影测量精度的主要因素

虽然微型遥控无人机因其机动、灵活、低成本、不受空管限制等特点，被广泛应用于大比例尺地图更新、新农村建设、土地整理、城镇规划建设等方面，但限于自身制造工艺和软件设计水平，在测绘1：500和1：1000大比例尺地形图方面，难以满足精度要求，结合使用经验，从其结构特点、飞行控制、自然条件及后续处理软件等方面阐述影响微型遥控无人机低空摄影测量精度的主要因素。

1.微型无人机本身结构对影像质量的影响

由于微型遥控无人机摄影时使用的是小型数码相机，它与传统的专业量测相机相比，其性能和结构有较大的差异。

（1）相机物镜存在较大色差和畸变差

相机物镜是一种光学玻璃，它对不同波长的光线折射率是不同的，因而在焦平面上形成各自的焦点，产生横向色差和纵向色差，色差使得像片上的影像模糊不清晰；相机物镜是采用非球面研磨技术的透镜组，但在加工、安装和调试时难免还有一定的残差，畸变差使得被摄景物与影像不能保持精确的相似性，造成了影像的几何变形。

现在的数码相机大多数采用窄画幅或中画幅CCD影像传感器来记录影像数据，由于感光单元的非正方形因子、CCD面阵的非正交性排列和像素单元畸变差的存在，从影像中心到边缘误差逐渐增大，最大可达到50个像素，平面误差约3-4米，无法获取满足精度要求的数据源，只有对影像进行纠正才能获取可供量测的稳定清晰的影像。

（2）CCD芯片大小和分辨率

分辨率是指数码相机CCD芯片对被摄物体的解析能力。像素数量是衡量数码相机分辨率的关键因素，在等量面积上，像素越多，单元像素越小，影像的清晰度才越高，细节表现才越好，色彩还原才越逼真。否则，影像质量越低劣。

（3）数码噪音

每一卷传统胶片对应一个感光度值，而同一台数码相机有多种不同的“相当感光度”值，当采用高感光度拍摄时，传感器信号被放大，干扰电流也随之放大，引起更多的噪音。产生数码相机噪音的原因有本身元器件的性能、线路设计采用的降噪技术、拍摄时使用了较高感光度、曝光不足、长时间曝光等因素，数码噪音引起图像上的杂点增多，使得图像质量降低。

2.大气条件对影像质量的影响

对摄影成像来说景物亮度的大小只影响像片上的曝光量，重要的是像片上相邻地物影像之间的密度差，如果地物影像之间没有密度差异，也就是没有影像反差，也就无法从影像上辨别地物，而决定影像反差的因素除了景物本身特征外，主要取决于阳光部分和阴影部分照度之间的差异，如果选择天气条件不好时摄影必然使影像质量变差。

3.飞行控制技术对影像质量的影响

微型无人机体积较小，一般都在三十公斤之内，在摄影时受气流、风力、风向影响较大，无法保持直线平稳飞行，航线倾角、旁向倾角和旋转角都很大，飞行姿态难以控制，飞机在航线前后左右等方向上摆动造成了影像模糊，影像了清晰度。另外，由于遥控无人机采用低空飞行，航高较低，相对地面物体移动速度较快，在曝光过程中，成像面上的地物构像随之产生位移，形成像移，像移的出现同样使影像模糊，影响了成像质量。

4.技术方案对量测精度的影响

（1）相片重叠度、基高比对量测精度的影响

小型数码相机一般均为矩形阵面的CCD，并非传统的正方形。像片重叠度越大基线越短，基高比越小，正常情况下，其基高比为0.15左右，远小于传统摄影的0.50，在立体模型下，同名地物交会角较小，降低了立体观测效果，直接影响高程量测精度。如果在保证具有三度重叠的前提下，尽量减少相片重叠度或使CCD阵面的长边与摄影航线相一致，可以大大增加基高比，提高高程量测精度。

（2）像控点目标选取对测量精度的影响

外业像控点测量时，对目标点的选取主要取决于影像纹理的丰富程度，影像纹理粗糙、弧形地物、线状地物交角不好，直接影响了外业点位选取精度，同时内业对像控点的转刺同样有较大的误差，较低了成图精度。如果采取先布设地面目标点后摄影，则能较大提高外业选点精度和内业转刺点精度，有助于提高成图质量。

5.影像后处理软件对测量精度的影响

目前微型遥控无人机获取的数据源，与传统的航片相比，存在像幅较小、影像数量多、飞行质量不好、影像质量差等情况，所以应针对其数据影像的特点，需开发出影像自动识别、快速拼接软件，实现数据的快速处理与融合，但是，目前各生产厂家的软件功能不甚完善、自动化程度还不是很高，直接影响了工作效率，对提高成图质量不利。

四、结束语

无人机测绘系统和航空遥感是现代化测绘装备体系的重要组成部分，是测绘应急保障服务的重要设施，也是国家、省级、市级应急救援体系的有机组成部分。开展无人机测绘系统推广应用，是增强测绘应急服务保障能力的迫切需要，是提高测绘成果现势性的有效手段，是加快数字城市建设的有效保障，是提升社会管理效能的新型工具，同时也是大力推进测绘科技自主创新、切实提高测绘保障服务能力的重要举措，它将十分有利于有关部门及时掌握所需动态地理信息，促进创新测绘服务模式，积极推动国民经济社会信息化，从而保障经济社会健康快速地发展。

参考文献：

无人机遥感技术篇9

【关键词】 遥感技术 光缆巡线 应用研究

一、背景分析

遥感技术作为一种不直接接触目标物体而进行相关探测的方法，可以帮助工作者快速获得大范围的探测图像，同时随着我国科学技术的发展遥感技术的成像质量也不断提高，已逐渐推广应用到各个领域当中。光缆巡线作为通信行业的的一项重要基础工作，是保障光缆线路安全性和完整性的重要途径，但是该工作受制于地形地貌以及人工因素，其整体工作效率和质量都不够理想。现在有必要研究遥感技术如何恰当地应用于光缆巡线，通过遥感技术便捷采集成像数据的特点帮助工作者经济、高效地完成光缆巡线，提升光缆线路维护科技水平、提高维护成效。

二、光缆巡线工作现状

在传统光缆巡线人工模式下，主要存在三个方面的缺陷。

2.1受环境影响较大，巡线到位率不够理想

在进行光缆巡线工作时，工作人员需要沿着光缆路由进行检查。当地形地貌条件良好时工作人员能够正常地进行巡线工作，但是当光缆线路所在的环境复杂，比如高山密林、洪水淹没地段等，工作人员很难快速到达相关区域巡检，即使能够到达相关区域也需消耗大量时间、精力，还存在较大人身安全隐患，严重制约光缆巡线工作有效开展。当光缆线路特别是干线光缆在恶劣环境地段出现险情时，也难以及时提前预警、及时处置，容易造成严重通信损失。整体来说，现阶段的光缆巡线工作受到环境影响较大，存在较多盲区、死角、空档。

2.2受工具设备限制，巡线工作效率较低

现阶段的光缆巡线工作存在的另外一个问题就是工作效率较低，仅仅是依靠人工和一些基本的交通工具、设备（望远镜等）来进行巡线工作，无法保障巡线工作的高效进行。通信部门的巡线工作人员定期对光缆线路进行巡检工作，但是由于人的工作精力有限以及受制于外部环境，工作人员每天巡检的线路长度和覆盖区域都相对固定。虽然可以通过对相关巡检交通工具、设备的提升优化来提高巡线的工作效率，但是随着光缆网络爆发式增长，光缆巡线任务也急剧加重，通信部门受成本有限、无法大量招兵买马的现实制约，要及时完成必要的巡线任务，存在很大困难。现阶段通信部门对重要光缆巡线工作的精确性要求很高，但是在提高工作效率和有效收集相关巡线信息方法还存在不足，需要进一步应用相关科学技术来提高巡线工作的整体效率。

2.3巡线工作周期长，隐患预警难保证

由于光缆巡线工作受制于现阶段的科技应用水平以及其他环境因素，巡线工作的效率不会很高，所以在进行巡线工作时需要花费较长时间才能完成相关工作，除了出现突然的故障需要通信部门快速进行抢修以外，实际的过程中会出现虽然进行了巡线工作但是由于距离下一阶段巡线工作开展时间间隔较长而不能及时发现光缆新隐患、新问题，所以因光缆巡线工作存在的较大的延时性、间隔性而不能动态地保障相关线路的正常运行。明知光缆巡线的周期间隔过长情况下，在现有条件下，通信部门也无法有效提高巡线的工作效率，以便实施相关检修、防护。

三、遥感技术在光缆巡线中的应用

遥感技术可以有效解决传统光缆巡线三大缺陷。

3.1克服环境因素影响

b感技术可以帮助巡线工作有效地克服环境的影响，对于光缆巡线工作来说有明显的帮助。现在的遥感技术可以通过高空气球或者无人机搭载专业的成像设备，对目标区域进行相关的探测以及影像数据收集，不需要直接与探测目标接触而可以收集到较为全面和清晰的图像，为光缆巡线工作带来极大便利。传统的光缆巡线受制于外界地形、天气、水文等影响，在部分地区人员难以到达光缆路由现场进行巡检。在与遥感技术的帮助下，工作人员可以使用搭载成像设备的无人机进行相关巡线工作，该方法可以减少工作人员在恶劣环境下的工作投入，同时可以到达很多工作人员无法进入的区域，实行更全面有效的巡线工作，还保障了工作人员人身安全。一般遥感技术会与地理信息系统以及全球定位系统一起配合使用，工作人员可以根据不同的光缆特点以及周围环境的物性参数来选择合适的成像设备，实现在各种环境下依然能够快速进行巡线工作。

3.2扩大巡线范围及工作效率

一般的光缆巡线工作整体的工作效率不高，所以在实际工作中需要投入较多的人力物力才能保证光缆线路的安全和正常运营。现在遥感技术会很大程度地利用高空成像技术来进行巡线工作，除了可以有效地克服环境因素来进行巡线工作外，对于巡线工作效率提升有极大的帮助。在进行光缆巡线工作时，巡线人员可以在掌握基础性的遥感技术的条件下开展相关工作。现在遥感技术通常利用无人机进行探测工作，常用的为固定翼无人机与多旋翼无人机，这两种无人机可以根据执行的巡检任务选择摄像系统和设备。无人机的续航时间一般为几小时或者更多，同时可以根据光缆线路的路由图和地形图快速进行巡线工作，在无人机的参与下可以大幅度提高探测范围以及提高探测的效率。

3.3及时发现隐患发出预警

现阶段的光缆巡线工作除了存在效率不高的问题外，还需要注重对巡线结果的处理精度以及巡线周期。传统的光缆巡线需要巡线员到实地检修，而现在可以逐渐通过与遥感技术、地理信息系统以及全球定位系统的融合应用，及时发现隐患、发出预警。地理信息系统可以帮助建立巡线地区的地质模型以及光缆的分布，同时利用全球定位系统来对光缆的分布进行具体的定位，在相应的光缆线路之间设定基点站，再充分利用遥感技术的普查功能对区域内的光缆分布以及运行情况进行监控。在遥感技术与其他技术共同应用在光缆巡线工作时，可以实现对光缆快速险情定位，利用遥感技术可以对异常情况进行快速探测和反馈，通过高质量的遥感技术光缆巡线工作，及时解决隐患，保障光缆网络安全运行。

3.4遥感技术在光缆巡线中的应用案例

某省有一家通信部门于2016年在高校技术支撑下，对光缆巡线工作进行了遥感技术升级，现在巡线部门有固定翼无人机与多旋翼无人机各3架，同时具备普通成像系统、高光谱成像系统以及红外热成像系统的多种成像系统，可以根据光缆巡线任务以及具体的工作环境选择相应的工作方法。该部门于2016年10月于某市进行综合遥感技术应用试点，该试点区域有24芯光缆16km和48芯光缆24km，在前期进行地质模型构建后开始使用无人机进行遥感监测，通过高清晰成像设备进行图像采集并反馈到数据中心，结合技术人员人工对比分析快速发现了一处潜在的隐患，结合GPS地位系统提供的地理位置信息快速组织了检修工作。该部门在后续的实际工作中还进行了遥感图像的快速解译工作，同时光缆巡线单日工作量大幅度提升，结合预检预修，光缆网络质量持续得以提升。

四、启示

光缆巡线对于通信部门来说是很基础但是也很重要的工作，在科学技术较为发达的新时期如何更有效地开展光缆巡线是需要重视的问题。遥感技术具有采集信息快速、工作效率高以及适用范围广的特点，对于光缆巡线工作来说有积极的作用。现在遥感技术在光缆巡线中处于起步阶段，还需要继续加强研究和实践，不断提高光缆线路安全性，保证网络安全运行。

参 考 文 献

[1]乔小瑞， 吴挺， 谈芳吟. 基于北斗的光缆巡线管理系统设计[J]. 电子技术与软件工程， 2016（20）.

无人机遥感技术篇10

关键词：遥感技术；内陆；水质；监测；应用

遥感技术在内陆水体水质监测中应用，需要建立水质参数反演算法，在监测的过程中，可以反映出水质在空间与时间上分布的情况，在对比分布的变化后，可以了解内陆水体受污染状况。应用这项先进的技术，可以保证监测工作的效率以及准确性，而且监测的成本比较低。高光谱遥感技术在内陆水体水质监测工作中应用最广，下面笔者对遥感水质监测的原理以及方法进行简单的介绍，以供参考。

1、遥感水质监测的原理与方法

1.1原理

遥感技术是科技不断发展的产物，在监测的过程中，主要是根据地物波谱特性实现的。地物波谱与其本身的属性以及状态有着较大的关系，这也是区分地物的标准。水体光谱特性与水中不同活性物质对光辐射的吸收与散射有着较大的关系，不同的光学活性物质，在吸收与散射性质方面有着较大的差异。利用遥感技术进行检测，可以对一定波长范围内水体的辐射值进行测量，然后根据光谱特征进行区分。

太阳辐射在不同地物上有着不同的吸收与散射情况，有的辐射达到后会被反射，也有的辐射会折射进水体内部，并且被多种分子吸收与散射。在内陆水体中，浮游植物、非色素悬浮物、黄色物质都会影响光谱反射率，其会改变光的散射，改变光的方向，利用遥感技术，可以监测到这些情况，从而保证监测结果的准确性。

1.2方法

1.2.1物理方法。物理方法是指根据辐射传输的理论，上行辐射与水体中光学活性物质吸收、散射有着一定关系，采用遥感技术测量后，可以得到吸收与散射系数，从而确定水体中各成分的浓度以及系数。在本次测量中，由于采用物理方法无法达到相关要求，很多模型都无法正常使用，所以在实际监测时，物理方法的使用率并不高。

1.2.2经验方法。经验方法是指根据多光谱遥感数据监测经验，总结出的一些有效的水质监测方法。在总结的过程中，主要是根据统计分析结果，选择最优波段，然后得到水质参数。在对内陆水体水质进行监测时，采用适合的遥感技术，相关工作人员也总结出了一些经验与方法，这有利于提高工作的效率，也可以避免出现操作失误等错误、但是这种方法会受到时间与空间的限制，所以无法保证监测结果的精度，在内陆水体水质监测中，应用的频率也比较低。

1.2.3半经验方法。

半经验方法是随着高光谱遥感技术在水质监测中的应用发展起来的。半经验方法根据非成像光谱仪或机载成像光谱仪测量的水质参数光谱特征选择估算水质参数的最佳波段或波段组合，然后选用合适的数学方法建立遥感数据和水质参数间的定量经验性算法。利用这种方法对湖泊、水库的水质参数如总悬浮物、叶绿素a、黄色物质以及与之相关的可见度、混浊度进行监测和评价。

遥感水质监测方法20世纪80年代前以物理方法为主，80-90年代以经验方法为主，90年代后以半经验方法为主，经历了物理方法-经验方法-半经验方法的过程，其发展过程是与遥感技术的发展紧密结合在一起的。经验方法、半经验方法都是通过对航空航天遥感数据、与其（准）同步的地面水质波谱数据，影响算法精度的主要因素有遥感数据的波段设置和统计分析技术。

2、水质遥感监测中常用的遥感数据

2.1多光谱遥感数据

内陆水体水质遥感监测中常用的多光谱遥感数据包括Landsat MSS、TM、SPOT HEV、IRS-1C、NOAA/AVHRR等数据。最先用于内陆水体水质监测的是Landsat MSS数据，Lathrop和KLoiber等学者的研究表明内陆水体中的叶绿a浓度、悬浮物浓度可以通过MSS数据监测。但是由于波段太宽，MSS数据不能用于监测悬浮物含量很高的湖泊、水库中的叶绿素a浓度。综合空间、时间、光谱分辨率和数据可获得性特征，TM数据是目前内陆水体水质监测中使用最广泛的多光谱遥感数据。国内外学者利用TM数据开展了大量的内陆水体水质的监测研究，并且对叶绿素a、悬浮物、透明度和黄色物质的估测都取得了比较理想的结果。

由于多光谱遥感数据光谱分辨率较低，不能在理论上针对地物光谱特征解决问题，水质参数反演算法主要是通过经验的方法构造，适用十特定的时一间和水域监测。随着对水质参数光谱特征的深入研究和了解，利用多光谱数据研究构造不受时一间和空间限制算法的可行性受到关注。

2.2高光谱遥感数据

现有的高光谱传感器分为两种：成像光谱仪和非成像光谱仪，主要搭载在不同飞行高度的飞机、卫星上或地面土作平台上。成像光谱仪可为每个像元提供数十至数百个窄波段光谱信息，能产生一条完整而连续的光谱曲线。国内外的学者一利用美国的AVIRIS数据、加拿大的CASI数据、芬兰的AISA数据及中国的CIS数据进行了内陆水体水质参数研究，如叶绿素浓度、水体混浊度、悬浮物浓度的估测。

机载高光谱分辨率数据是解决星载多光谱数据光谱分辨率低的一个有效途径，提高了水质遥感监测精度，但机载遥感覆盖范围小，监测成本高。地面非成像光谱仪与星载高光谱数据的结合，可望研究出具有一定适用性的水质参数反演模型。

2.3新型卫星遥感数据

新的卫星陆续升空为水质遥感监测提供了更高空间、时一间和光谱分辨率的遥感数据，如美国的Landsat ETM + ， EO-1 ALI， MODIS和欧空局的Envisat MERIS等多光谱数据和美国的EO-1 H}erion高光谱数据。Kopo-nen用AISA数据模拟MERIS数据对芬兰南部的湖泊水质进行分类，结果表明分类精度和利用AISA数据几乎相同。利用AISA数据模拟MODIS和MERIS数据来研究这两种数据在水质监测中的可用性时一发现：MERIS以705 nm为中心的波段9很适合用来估算叶绿素a的浓度，但是利用模拟的MODIS数据得到的算法精度并不高。

针对悬浮物，24针对黄色物质。MODIS的空间分辨率为250 m ， 500 m ， 1000 m，每日或每两日可获得一次全球观测数据，适合进行大范围动态监测。高光谱数据包括400一2 500 nm间连续的220个波段的遥感数据，每个波段的宽度只有10 nm，可以非常细致地反映地物的波谱特征，为水质遥感机理研究提供了连续的细分光谱数据。

3、结语

通过本文的分析，遥感技术在内陆水体水质监测中发挥着较大的应用价值，这项技术有着良好的发展潜能，而且在不断的进步，有效保证了监测数据的准确性。为了减轻监测人员的工作强度，相关工作人员也要合理利用“3S”技术，建立水质遥感监测系统与评价系统，可以对内陆水环境的相关信息进行准确的确定，从而协助相关单位建立水安全预警系统。在对统计分析技术进行改进后，可以挖掘出更多的水质信息，消除水质组分间的干扰，实现大范围、动态监测。

参考文献

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[2] 潘梅娥，杨昆，洪亮. 基于环境一号卫星影像的内陆水体叶绿素α浓度遥感定量反演模型研究[J]. 科学技术与工程. 2013（15）