周大偉?張亮

摘要：無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)包含遙感傳感器技術(shù)、無(wú)人駕駛飛行器技術(shù)、通訊技術(shù)、GPS差分定位技術(shù)和遙感應(yīng)用技術(shù)等多方面內(nèi)容，能幫助使用者快速精確地獲取到環(huán)境、資源等詳細(xì)信息，環(huán)保工作者通過(guò)一系列數(shù)據(jù)處理程序，建立系統(tǒng)的模型，保證了該技術(shù)在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用。本文通過(guò)分析無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的特點(diǎn)以及應(yīng)用現(xiàn)狀，對(duì)其存在的問(wèn)題提出了相應(yīng)對(duì)策。

關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī)；特點(diǎn)；應(yīng)用；對(duì)策

一、無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的特點(diǎn)

響應(yīng)快速。無(wú)人機(jī)簡(jiǎn)單的操作方式和靈活的運(yùn)輸系統(tǒng)能快速響應(yīng)使用者的操作指令，可在短時(shí)間內(nèi)完成升空準(zhǔn)備，并且迅速到達(dá)環(huán)境監(jiān)測(cè)的區(qū)域，快速獲取到遙感監(jiān)測(cè)的結(jié)果，為環(huán)境保護(hù)工作者提供了便利、高效的使用體驗(yàn)。

自主性強(qiáng)。無(wú)人機(jī)一般飛行高度在50米至4000米之間，可以按照既定航線完成自主飛行、拍攝、監(jiān)測(cè)等任務(wù)，速度穩(wěn)定，能保持平穩(wěn)飛行，易于控制，受天氣環(huán)境影響小。

圖像高分辨率。無(wú)人機(jī)在空中拍攝時(shí)能保證獲取的圖像均有高分辨率，能夠搭載高精度數(shù)碼成像設(shè)備，繼而獲取精確的環(huán)境信息，適用于大比例尺遙感應(yīng)用的需求。

自動(dòng)診斷排障。無(wú)人機(jī)操作已經(jīng)趨于自動(dòng)化和智能化，因而飛行過(guò)程中出現(xiàn)遙控失靈或類似故障，無(wú)人機(jī)可自動(dòng)診斷，返航到起飛點(diǎn)區(qū)域等待直至故障解除，地面控制人員可通過(guò)簡(jiǎn)單的操作培訓(xùn)來(lái)掌握無(wú)人機(jī)操控方法。

使用成本低。無(wú)人機(jī)可根據(jù)不同的需求配置不同的軟件處理模塊和遙感技術(shù)系統(tǒng)，不但能滿足各行業(yè)不同監(jiān)測(cè)任務(wù)的需求，還能節(jié)省大量人工成本，并且其飛行操作更為簡(jiǎn)便，使用人員可快速完成培訓(xùn)，從而掌握使用方法。除此之外，無(wú)人機(jī)的存放和維護(hù)都非常簡(jiǎn)便，可節(jié)省大量費(fèi)用。

二、無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域中的應(yīng)用

（一）環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的地面定點(diǎn)環(huán)境監(jiān)測(cè)方式往往具有局限性，只能片面反映某一區(qū)域的環(huán)境情況。使用無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)則能充分發(fā)揮其連續(xù)性好、視線范圍大等特點(diǎn)，真實(shí)地反映整個(gè)區(qū)域的準(zhǔn)確信息，并且從整體性和連續(xù)性等方面進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，構(gòu)造完整的環(huán)境監(jiān)測(cè)圖像。其次，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用廣泛，例如陸地土壤環(huán)境植被覆蓋面積變化、土壤污染和地面水污染產(chǎn)生量估算、建筑工程選址、森林山火防護(hù)監(jiān)測(cè)、海上原油溢出面積和溢出量估算、城市街道規(guī)劃以及垃圾回收站點(diǎn)設(shè)置、重大自然災(zāi)害及次生災(zāi)害緊急評(píng)估和偵察等，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)為生態(tài)系統(tǒng)的維護(hù)提供了重要的依據(jù)。同時(shí)，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)可以充分發(fā)揮其自主性強(qiáng)的特點(diǎn)，運(yùn)用在高危地方，使用者不需要親自到危險(xiǎn)地區(qū)就能采集環(huán)境信息完成監(jiān)測(cè)任務(wù)，保證了人員的生命安全。

（二）環(huán)境應(yīng)急中的應(yīng)用

當(dāng)緊急危險(xiǎn)事故突發(fā)之時(shí)，如交通堵塞、地震災(zāi)害等情況發(fā)生之時(shí)，救險(xiǎn)人員難以及時(shí)獲取現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的實(shí)況信息，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)卻能夠第一時(shí)間對(duì)現(xiàn)場(chǎng)完成監(jiān)測(cè)分析，檢查環(huán)境的變化規(guī)律，為救險(xiǎn)人員緊急疏散群眾到安全區(qū)域提供了依據(jù)，降低了環(huán)境應(yīng)急處理工作人員的工作難度，提高了效率，減少了財(cái)產(chǎn)生命安全等損失。例如，在汶川地震發(fā)生后，工作人員通過(guò)無(wú)人機(jī)及時(shí)獲取到了北川、汶川、映秀等受災(zāi)嚴(yán)重的地區(qū)的航空影像，為救援人員的抗震救災(zāi)工作開(kāi)展提供了決策依據(jù)。

（三）生態(tài)保護(hù)中的應(yīng)用

人類直接或間接地向環(huán)境排放大量地污染物或能量，已經(jīng)超過(guò)了生態(tài)系統(tǒng)自身的凈化能力，長(zhǎng)此以往，將會(huì)使環(huán)境質(zhì)量降低，對(duì)人類的生存和發(fā)展造成嚴(yán)重影響。政府相關(guān)部門逐漸開(kāi)始重視環(huán)境污染的問(wèn)題，將未受到污染的自然區(qū)域劃分為特定的自然保護(hù)區(qū)，安排專業(yè)人員進(jìn)行管理和監(jiān)測(cè)，而自然保護(hù)區(qū)域往往空間范圍廣、交通通行不方便，采用有人駕駛飛機(jī)監(jiān)察環(huán)境危險(xiǎn)性高，而且采集的數(shù)據(jù)不精確，還耗費(fèi)了大量人力和物資，因而生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作的開(kāi)展受到很大限制。在這樣的狀況下，環(huán)保部門可以利用無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)采集可見(jiàn)光及紅外等信息，研究出可預(yù)測(cè)土壤濕度的模型，對(duì)江河、土壤、植被、空氣和地面水水質(zhì)等進(jìn)行宏觀觀測(cè)，實(shí)時(shí)分析和跟蹤突發(fā)環(huán)境污染事件的發(fā)展，以便及時(shí)采取有效措施來(lái)降低污染造成的損失。

三、無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)存在的問(wèn)題及對(duì)策

（一）無(wú)人機(jī)的設(shè)計(jì)技術(shù)限制

盡管無(wú)人機(jī)的應(yīng)用范圍廣泛，幾乎覆蓋整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，但是由于其體積小、質(zhì)量輕，因而受工作區(qū)地形條件和天氣狀況限制。大風(fēng)或暴雨天氣時(shí)，無(wú)人機(jī)的控制受影響大，無(wú)法進(jìn)行必要的環(huán)境監(jiān)測(cè)工作，特別是自然災(zāi)害發(fā)生的緊急狀況，往往伴隨著惡劣的天氣狀況。

對(duì)策：針對(duì)這樣的惡劣環(huán)境，無(wú)人機(jī)的起降場(chǎng)地可以采用彈跳起飛、傘降、撞網(wǎng)回收等方式，無(wú)人機(jī)自身的設(shè)計(jì)也從其自身載重、作業(yè)環(huán)境、作業(yè)特點(diǎn)等方面著手，注重?zé)o人機(jī)的抗風(fēng)性能設(shè)計(jì)和展開(kāi)時(shí)間掌控，保持無(wú)人機(jī)軟硬件設(shè)計(jì)和成本費(fèi)用之間的平衡，在技術(shù)上爭(zhēng)取革新，盡可能滿足實(shí)際需求，同時(shí)也要求其成本費(fèi)用不可過(guò)高。

（二）遙感傳感器技術(shù)的限制

無(wú)人機(jī)時(shí)通過(guò)航空飛行完成拍攝工作的，因此保證其飛行姿態(tài)的穩(wěn)定，是保證無(wú)人機(jī)完成旋偏角、俯仰、滾動(dòng)等動(dòng)作的前提，而實(shí)際工作中，傳感器采用的相機(jī)非專業(yè)拍攝使用，光敏度、像點(diǎn)位移、鏡頭成像畸變等系統(tǒng)誤差存在非常普遍。

對(duì)策：研究發(fā)明合適的多光譜傳感器糾正技術(shù)，提升無(wú)人機(jī)的系統(tǒng)作業(yè)效率和影像的清晰度，改善影像的質(zhì)量。在此基礎(chǔ)上，利用糾正圖像鑲嵌技術(shù)對(duì)計(jì)算機(jī)視覺(jué)模型生成的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，改善無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)中的大小問(wèn)題。除此之外，進(jìn)一步對(duì)無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)中的系統(tǒng)缺陷進(jìn)行研究，諸如無(wú)法準(zhǔn)確獲取參數(shù)以糾正影像、影像數(shù)量多、拼接任務(wù)重、預(yù)處理工作復(fù)雜、自動(dòng)分類的精度低、過(guò)于依賴人工目視解譯等情況。

四、總結(jié)

無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在水環(huán)境質(zhì)量檢測(cè)、大氣環(huán)境質(zhì)量檢測(cè)、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)保護(hù)、廢棄物以及污染情況監(jiān)測(cè)、緊急情況監(jiān)測(cè)和風(fēng)險(xiǎn)防控等方面已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。其技術(shù)不斷成熟和完善，為環(huán)保工作者提供了全面、系統(tǒng)的數(shù)據(jù)支撐和技術(shù)支持，為環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

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