張博英

隨著全球氣候變暖現(xiàn)象加劇、諸多電子設(shè)備廣泛應(yīng)用、城市高層建筑大量涌現(xiàn)，雷電災(zāi)害對(duì)人民生命財(cái)產(chǎn)安全、建筑物文化遺產(chǎn)、公共服務(wù)設(shè)施等威脅加重。近年來(lái)，氣象部門(mén)在政府部門(mén)支持下，認(rèn)真貫徹執(zhí)行國(guó)家各類(lèi)防雷技術(shù)規(guī)范同時(shí)，加強(qiáng)防雷檢測(cè)工作，促使防雷裝置檢測(cè)技術(shù)水平得到極大提升。但對(duì)于高塔類(lèi)、坡屋頂建筑而言，因?yàn)榇嬖跇O大不安全性，檢測(cè)工作人員難以到頂部開(kāi)展防雷檢測(cè)，往往會(huì)默認(rèn)頂部防雷裝置設(shè)計(jì)合理，使得有些建筑防雷裝置依然存在較大雷擊隱患。無(wú)人機(jī)航拍遙感技術(shù)作為一種空間數(shù)據(jù)獲取主要措施，具備機(jī)動(dòng)靈活、成本低、高危區(qū)域探測(cè)及影像實(shí)時(shí)傳輸?shù)葍?yōu)勢(shì)，逐漸應(yīng)用于防雷工作中，防雷領(lǐng)域的應(yīng)用，尤其在防雷檢測(cè)方面具有極好應(yīng)用前景。

1 小型航拍無(wú)人機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成

在防雷檢測(cè)中應(yīng)用比較多的為小型航拍系統(tǒng)，航拍無(wú)人機(jī)系統(tǒng)主要由載機(jī)平臺(tái)、飛行控制系統(tǒng)、云臺(tái)攝像系統(tǒng)及影像傳輸系統(tǒng)共同組成（如圖1所示）。

（1）載機(jī)平臺(tái)。載機(jī)平臺(tái)屬于無(wú)人航拍系統(tǒng)中特別重要一部分。結(jié)合環(huán)境差異，當(dāng)前航拍無(wú)人機(jī)系統(tǒng)載機(jī)平臺(tái)一般可挑選四旋無(wú)人機(jī)（AEROEVE-650型）或抗風(fēng)性較好的八旋翼無(wú)人機(jī)（AEROEVE-1000型）。這種多旋翼無(wú)人機(jī)是近年來(lái)廣泛流行載機(jī)機(jī)型，在實(shí)際使用中具備一些優(yōu)勢(shì)：機(jī)械結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單、噪音小、低速相對(duì)穩(wěn)定、操作便捷，同時(shí)對(duì)起飛場(chǎng)地要求較低。無(wú)人機(jī)主要材料是碳纖維，其質(zhì)輕、強(qiáng)度較高，能夠確保在空中拍攝平穩(wěn)性。

（2）飛行控制系統(tǒng)。飛行控制系統(tǒng)主要涵蓋飛行控制器、GPS定位系統(tǒng)及姿態(tài)傳感器構(gòu)成，能夠做到對(duì)無(wú)人機(jī)姿態(tài)、高度及航向等參數(shù)自動(dòng)控制。借助GPS定位系統(tǒng)，可讓無(wú)人機(jī)依據(jù)提前所設(shè)置的航線自主飛行，操作簡(jiǎn)便，具備較高精度。

（3）云臺(tái)攝像系統(tǒng)。一般可以利用精度較高數(shù)字增穩(wěn)云臺(tái)給攝像、攝影設(shè)備給予較穩(wěn)定拍攝平臺(tái)，確保在相對(duì)安全距離下拍攝較清楚圖像。在對(duì)目標(biāo)物拍攝中，云臺(tái)控制器能夠?qū)ο鄼C(jī)旋轉(zhuǎn)及傾斜角實(shí)時(shí)調(diào)整，確保目標(biāo)位于圖像平面中心位置。事實(shí)上，云臺(tái)增穩(wěn)系統(tǒng)內(nèi)部配置三軸陀螺儀，采取先進(jìn)的姿態(tài)算法，能在無(wú)人機(jī)機(jī)身姿態(tài)做出改變時(shí)自動(dòng)進(jìn)行反向補(bǔ)償攝像儀器姿態(tài)，確保無(wú)人機(jī)拍攝畫(huà)面不受高空強(qiáng)風(fēng)、大風(fēng)等外界因素影響。同時(shí)可以采用佳能、尼康等分辨率較高單相機(jī)或單反相機(jī)配合運(yùn)用，提升拍攝畫(huà)面清晰度。

（4）圖像傳輸系統(tǒng)。圖像傳輸系統(tǒng)在無(wú)人機(jī)器航拍系統(tǒng)中起到特別關(guān)鍵作用，能夠?qū)z像設(shè)備所拍攝的畫(huà)面實(shí)時(shí)回傳，為地面實(shí)時(shí)操作給予重要參考依據(jù)。也就是說(shuō)無(wú)人機(jī)圖像傳輸系統(tǒng)切實(shí)取得“所見(jiàn)即所得”效果。實(shí)際運(yùn)行中，圖像傳輸系統(tǒng)發(fā)射頻主要采取5.8GHz，這是因?yàn)?.8GHz頻段在運(yùn)用中具備3大優(yōu)勢(shì)：一是不會(huì)對(duì)GPS信號(hào)產(chǎn)生干擾，確保無(wú)人機(jī)航拍平穩(wěn)性和可靠性；二是傳輸信息量很大，確保影像傳輸實(shí)時(shí)性；三是具備2.4g遙控頻率優(yōu)勢(shì)。

2 無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)的應(yīng)用

雖說(shuō)當(dāng)前技術(shù)還無(wú)法達(dá)到借助無(wú)人機(jī)替代人工直接對(duì)建筑物防雷裝置檢測(cè)，但憑借掛載高分辨率照相機(jī)、攝像能夠?qū)ㄖ镯敳扛黝?lèi)接閃器虛接、倒伏、銹蝕等情況詳細(xì)觀察。從最為直觀角度對(duì)防雷裝置檢測(cè)，提升檢測(cè)工作質(zhì)量和效率，彌補(bǔ)人工檢測(cè)缺陷。如在某個(gè)雷電多發(fā)區(qū)，借助無(wú)人航拍機(jī)查看詳情，地面對(duì)無(wú)人航拍機(jī)器操控，確保其在某個(gè)商業(yè)用樓頂部展開(kāi)航拍操作，憑借航拍圖像資料能夠發(fā)現(xiàn)在該樓雖說(shuō)在放散管邊上裝設(shè)接閃桿，但接閃桿高度欠缺，會(huì)致使被保護(hù)物無(wú)法獲取全方位保護(hù)。此外，在無(wú)人機(jī)所傳輸資料中還可知，該區(qū)域建筑樓頂部均未布設(shè)接閃帶。結(jié)合我國(guó)防雷裝置相關(guān)規(guī)定要求，防雷裝置裝設(shè)無(wú)法達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，防雷工程不合格。總的來(lái)說(shuō)，利用無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)能夠?qū)^(qū)域建筑物防雷裝置展開(kāi)檢測(cè)，查看其是否存在缺陷，進(jìn)而給雷電防護(hù)工作開(kāi)展及完善提供科學(xué)合理參考。因而，無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)在防雷檢測(cè)工作具有極大利用價(jià)值。

3 結(jié)語(yǔ)

利用無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)不但可以彌補(bǔ)人工防雷檢測(cè)缺陷，降低檢測(cè)工作不安全性，而且還提升了防雷檢測(cè)工作質(zhì)量和效率，確保防雷裝置安全可靠性。未來(lái)還需對(duì)無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)在防雷檢測(cè)中應(yīng)用進(jìn)一步分析探討，確保無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)優(yōu)化，推動(dòng)其在防雷檢測(cè)工作廣泛普及應(yīng)用，為社會(huì)公眾提供更加有效的防雷檢測(cè)服務(wù)保障。

［1］逯曦，任曉毓，張華明，等.無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)在雷電防護(hù)中的應(yīng)用［J］.氣象科技，2015，（6）.