关键词： 无人机遥感；长输管道；应用；管道管理
Key words： UAV remote sensing；long-distance pipeline；application；pipeline management
中图分类号：P237 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）32-0197-02
作者简介：常文见（1975-），男，河南开封人，北京分公司经理，研究方向为注册工程、测量工程。
1 无人机遥感在长输管道中的应用现状
无人机遥感的发展直接推动了长输管道的应用，在最近十年特别明显。高清晰度卫星的发展是无人机遥感对长输管道管理发展的契机。早在上世纪末，1999年美国发射的Ikonos卫星开启了无人机遥感技术对长输管道管理的先河。紧接着2000年以色列成功发射了EROS-1A卫星以及2001年发射的Quick Bird（0.61m）卫星，高分辨率数据应用技术逐渐成熟，应用的范围也变得越来越广。特别是2002年SPOT-5（2.5m）卫星的升空，航空遥感获得的高分辨率影像数据得以满足工程管道监测的需求。同时也因此增加了卫星数据的应用范围，在深度与广度上都得到了扩展，卫星数据的应用范围依次也得到了延伸，逐渐广泛地涉足到工程建设管理领域。我国卫星遥感数字处理的进程较早，适普公司开发的Imagexuite RS是摄影、测量、数字图像处理以及计算机技术的完整集成，它将遥感影像的处理推向“多功能化、和极简化”的发展方向，这有利于将遥感图像的特点应用到油气工程管线的管理中。而它也成为了保证我国能源动脉安全的重任，而长输管道主要埋设在地段险要，交通不便的地方，这影响了油气管管理员的徒步巡线工作。而缺乏常规人巡线的工作势必会给管道定期巡检带来诸多困难，特别目前打孔盗油现象较为频繁，这些都为管道安全保卫带来了隐患。无人机遥感技术正好与长输管道监测要求相契合，对管道管线空间信息的获取是最主要的功能，这项技术也很快被我国掌握而迅速运用到长输管道管线的管理中。包括“山区管道巡检、近海油气管道监视、灾后次生灾害评价，无人机遥感技术首次应用于管道巡线，补充了传统人工巡线方式，能够帮助迅速定位管道的位置，以更好地应对管道的保卫工作。
2 无人机遥感技术原理
无人遥感技术是一项综合性强，并融合了多学科的综合性现代化卫星信息技术。它融合了无人驾驶飞行器、遥感传感器、遥测遥控、通讯、GPS差分定位和遥感等多种先进技术，真正实现了“自动化、智能化、专题化”。无人遥感技术通过获取遥感的数据，分析处理转换成管道管线的空间信息，其特点是成本低、功耗低、可以重复利用、风险小。诸多优势下无人机遥感很好地完成了空中监测、地面覆盖和数据处理的几大任务。无人机遥感空中部分由遥感传感器、遥感空中控制、无人机平台组成，地面部分由航迹规划、无人机地面控制以及数据接收几部分组成。
其主要作用是通过卫星的控制器控制空中拍摄的状态，在控制半径内通过更改部分控制参数来设计地面规划的控制轨迹，无人机航空控制模块确保了对预定航线遥感影像的采集工作，以及对无人机数据采集、实时接收和遥感影像的后期处理，它关系到了数据采集的实时性和准确性，是无人机遥感技术在长输管道中应用技术的一个关键环节。无人机遥感技术的拍摄相当复杂，拍摄需要进行几何校正，倾角大而无规律，通过若干次的变形再由无人机遥感影像的几何校正原理采取多种方式的集合校正，让数据结果更精确。而多项式校正法的重点并不是空间集合关系，而是对图像变化的模拟，通过对图像变形的“平移、缩放、旋转、仿射、偏扭、弯曲”达到更好的综合变形效果。多次校正后，根据前后影像的的坐标关系的对比，找出一个适当的多项式（包括一次、二次、三次多项式几何校正）来获得精确度较高的结果，这是长输管道管理这个对精确度要求较高行业的客观要求。结果三次多项式的校正，其变换的几何校正法的变换方程为：
x=a1X3+a2Y3+a3X2Y+a4XY2+a5X2+a6Y2+a7XY+a8X+a9Y+a10y=b1X3+b2Y3+b3X2Y+b4XY2+b5X2+b6Y2+b7XY+b8X+b9Y+b10
多项式的系数并不是任选的，而是通过分析遥感获得的原始图像数据变化和像素亮度值而求出，通过变化的多项式系数可以对变换后的像素亮度值进行7个空间的灰度转换。整数的内插得出新的像元值灰度的插值，常用的插值方法很多，包括“最邻近插值、双线性插值、双三次插值”等。应用于长输管道的无人机遥感技术主要采用的是双线性插值。具有没有连续灰度的特点，同时运算量又极大地少于双三次插值，最大程度地保证了数据的准确性。
3 以兰成渝输油管道为例无人机遥感技术的应用
兰成渝输油管道作为我国最长的长输管道，管道沿线地貌复杂多变，大部分地段地质复杂、交通条件恶劣、不利于常规巡线工作的进行，在此，无人机遥感技术就得到了充分的应用，而其主要作用有以下两点：①传统巡线方式的补充巡线作为管道管理的重要内容，巡线工周期性的进行现场巡线就是对管道安全输送的保证，因为管道的路线长、分布范围较广，每个输油站的管道的管理都需要花费不少人力和物力，对于人力无法巡查的地界，采用无人机进行管道的巡线，代替人工巡线，避免巡线的遗漏。与传统人工巡线比较，无人机巡线可以代替几十个人工巡视，缩减人力物力的同时，节省了时间，提高了在恶劣自然气候时的巡线效率，同时受到自然气候和地形的影响较小，代替人员巡线获取管道的地理位置信息。人工巡线的另一大麻烦就是徒步巡线在高海拔、险要地区危险性大，而无人机遥感技术能很好地弥补这一缺点。②无人机遥感技术还能防止管道因为被打孔盗油导致原油泄漏，进而造成的环境污染和管材破坏。这对于打击盗油行为起到了一定威慑作用，超强的反侦察能力，能够加强对盗油现象的监控，由于在巡线不方便的区域往往是打孔盗油的高发地区，巡线人员很难发现盗油人员。而且通过无人机的视频拍摄技术，能够清楚地监测到现场的实际情况，对可疑人员起到监视作用，帮助公安机关找到盗油人员。此外还能够做定点盘旋跟踪，通过无人机在管道打孔油高发地段巡检，可以及时有效警示不法盗油人员，有效保障管道运营安全。
4 无人机遥感在长输管道选线中的作用
从总体上看，无人机遥感在长输管道选择上为“优选管道线路走向方案、工程设计、工程量计算、工程投资估算和工程设防”提供了理论依据和数据支持，总体作用表现在以下三点：①无人机遥感可以直接获得关于管道管线的宏观性基础数据，比如油气长输管道的埋设，以及通过各种手段收集、分析和处理有关“地”的资料。“地形、地貌、地质构造、地层、岩性、工程地质、水文地质、腐蚀场、温度场”等资料都可以从遥感图像中获得。而遥感图像具有“概括性、宏观性”等效应，设计人员根据遥感图像的辅助判断管线工程的可靠性和安全性，测试工程量和投资量，宏观地辅助管道的选线和最优化的管道布置路线。目前，我国长输管道的图像解析工作已经比较宽泛，只进行了“地貌、地质、植被和人文景观的解译”。即便如此，因为遥感技术的推广对于线路方案在工程阶段上的采用还是获得了一定的成功。②可提供动态性、现势性很强的信息资料。卫星可以为地面提供动态性和实时性很强的信息资料，对同一个地区的持续测量有利于精确对同一地区的研究。比如针对河床稳定性的研究，就会转移监测同一地域，比如对“推断洪水频率、滑坡和冲沟”的监测，并通过对数据的分析对其发展趋势做预测性评估。专一性的监测为信息的获取和分析提供了便利，提高了信息获取的实时性，这与目前的地形图分析是不同的，地形图更新缓慢而与现实不符造成巨大的数据误差，而当前的地区区域建设更新非常快，只有无人机遥感获得的地理空间信息才能满足对地区精确定位的需求。③为管道选线提供更多的信息。无人机遥感技术可以为管道选线提供更为丰富的信息，并且“多波段、多时域、多摄站”的图像信息是其他手段无法给予的。通过多重丰富的信息借助计算机仪器不断扩大对区域地理信息空间的监测领域，而这些精确度高、解析质量高的图像同时应用于对腐蚀性土壤的研究，利用遥感卫星技术可以保证和监测地下管道的安全。可以预见，随着无人机遥感技术研究的逐渐深入，越来越多有用的信息将会得到挖掘，技术人员也可以更多地把遥感图像翻译成现成的信息。
5 结论与展望
遥感技术的应用研究和实践早在上世纪末已经取得了很大的成就。对于长距离管道运输线的建设是一项巨大而又持久的建设，特别是最近十年高分辨率卫星的迅速发展直接推动了长距离输油输气管道工程的建设。无人机遥感因为其作业效率高、灵活性强、使用方便、能够完成高难度动作而在长运输管道上广泛运用。因为可以为管道提供无人遥感巡线中的可靠地段沿线的数据，能够弥补因为无法人工巡线带来的真空地带，而造成的数据遗失。在管道保卫中起到了不可替代的作用。再者，通过分析传来的无人机的视频图像，根据现场的状况做出及时的追踪和调整。在危险情况下做出应急处理，第一时间控制危险源。所以加强对无人机遥感在长运输管道的应用对于无人机遥感技术在灾害识别和次生灾害评估发挥着先进的作用，当无人机遥感技术得到改进发展以后，无人机管理系统将为长运输管道的管理质量的提升发挥出越来越重要的作用。
参考文献：
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[中图分类号]P694 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-9-176-1
地质灾害是指地球的发展演变过程中，由各种自然地质作用和人类活动所形成的灾害性地质事件。遥感技术主要根据电磁辐射（发射、吸收、反射）理论，应用各种光学、电子学和电子光学探测仪器对远距离目标所辐射的电磁波信息进行接收记录，再经过加工处理，并最终成像，从而实现对环境地物进行探测和识别[3]。它可以从高空对于大范围地区进行探测，使地质灾害的监测工作朝立体化的监测方向发展。同时，遥感为地质灾害的防治提供了信息支持，专业人员应用相关软件可以对于监测地区的遥感数据进行科学的分析，发挥遥感技术的优势，做好地质灾害的防灾避难工作。
1遥感技术对于地质灾害的监测
地质灾害作为一种特殊的地质现象，具有突发性特点，它的发生往往伴随着一些特殊的信号，而这些信号通过遥感图像可以呈现出特殊的形态、色调以及影纹结构等，同时利用遥感技术进行监测还可以快速的获得有价值的遥感数据信息，进一步做好地质灾害的遥感解译工作。
1.1影像处理技术的应用
影像处理技术是指应用各种数字处理技术来改善影像质量，使处理过的影像清晰，目标区域突出和噪声得以消除等。专业人员综合利用全球卫星定位系统（GPS），可以从卫星遥感图像上实时或准实时地反映地质灾害灾时的具体情况，监测重点地质灾害点的发展演化趋势，同时进行遥感影像校正，通过较为精确的影像模型确定灾情的轻重程度，提出有效地救灾建议。
1.2多源影像融合技术的应用
多源影像融合技术是指将来自同一场景的不同图像传感器的多幅图像进行综合处理，得到一幅融合后的图像。与单源遥感影像数据相比，多源遥感影像数据所提供的信息更加的清晰、精确与立体。专业人员利用多源影像融合技术可以最大程度地保持遥感图像的准确性，从三维立体的角度了解灾情，进而增强地质灾害防治的工作质量，提高灾后救援的效率。
1.3微波遥感的应用
微波遥感主要是利用波长在1mm到1m的微波波段，从而使其具有了一些独有的特点，如全天候、全天时的工作能力、对地物具有一定的穿透能力和获取光学遥感所不能获取的一些特征等[5]。专业人员利用微波遥感，可以迅速准确地反映出地质的运动信息，进而实现对于地质灾难进行监测。
1.4无人机技术的应用
不同的物体呈现出不同的影像特征，这些影像特征是判读识别各种地质灾害的依据。无人机航空遥感系统主要由无人驾驶飞行器、飞行控制系统、稳定云台、任务传感器、无线通讯系统、数据处理与应用分析系统以及地面控制系统等几部分组成，而无人机技术是指运用无人机为飞行平台，利用无人机航空摄影系统能够获取高分辨率航空影像。专业人员通过无人机技术可以从颜色、 阴影、形状、大小、位置以及纹理几个方面快速的判断地质灾害发生的范围与发展趋势。这种技术具有体积小、重量轻、运载方便、作业成本低、效率高、安全性强等优点，已成为新时期载人航空遥感不可缺少的手段之一。
2遥感技术在地质灾害中的实际应用
随着航空航天技术、计算机技术以及电磁波信息传输技术的不断发展，遥感技术也进一步应用于地质灾害监测与防治工作中，地质灾害的防治提供了准确性高的信息，也为相关人员做好地质灾害的防灾避难工作提供了技术支持。本文主要论述了遥感技术在地震、滑坡、泥石流、以及火山灾害中的应用。
2.1遥感技术在地震灾害中的应用
地震是地壳断裂活动的一种表现，往往伴随着强烈的地下水活动。专业人员利用远红外遥感技术可以监测地壳活动（水流量）是否处于异常状态，同时结合其他基础资料，捕捉地震灾害发生的前兆，对地震进行预报，防止大灾难的发生。
2.2遥感技术在滑坡、泥石流等灾害中的应用
滑坡是指斜坡上的土体或者岩体，受河流冲刷、地下水活动、雨水浸泡、地震及人工切坡等因素影响，在重力作用下，沿着一定的软弱面或者软弱带，整体地或者分散地顺坡向下滑动的自然现象，专业人员利用定期遥感航空摄影的方式结合地面观测系统调查滑坡多发区域的动态，标记滑坡的数量，将正射图像与DEM及数字地理底图配合使用，估算相关重点地区，建立地表与深部相结合的立体监测网，进而达到预防滑坡灾害的目的。
泥石流是指在山区或者其他沟谷深壑，地形险峻的地区，因为暴雨、暴雪或其他自然灾害引发的山体滑坡并携带有大量泥沙以及石块的特殊洪流。
2.3遥感技术在火山灾害中的应用
火山是地球内部岩浆活动穿过地壳喷出地表的一种直观现象，其爆发时会释放出大量的热量。专业人员利用遥感技术可以对于火山的热分布进行监测，再与以前的火山活动记录相比较，可以预测出火山未来的活动情况，进而降低火山灾害的危害。
3结论
地质灾害的防治工作是一个复杂的系统工程，利用遥感技术对于地质灾害进行监测已成为现代技术发展的必然趋势，也是降低地质灾害损失的重要方式。笔者希望能有更多的专业人员有效地利用遥感技术做好灾前调查、灾中灾情监测和和灾后调查评估工作，充分发挥这一技术在地质灾害防治中的优势，维护广大人民群众的生命财产安全。
参考文献
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[2]张金存，魏文秋等 洪水灾害的遥感监测分析系统研究[J] 灾害学，2001（16）
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【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
中图分类号：P237 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）05（a）-0049-01
随着科学技术的飞速发展以及经济建设的快速成长，我国在测绘领域也取得了巨大的进步，同时对于测绘的在实时性、机动性、分辨率等方面的要求也越来越高。这也使得使用较为广泛的传统航空拍摄和卫星遥感获取的数据无法满足现代测绘的要求。为了能够得到满足现代测绘要求的数据，低空无人机航摄遥感技术的使用就显得迫在眉睫，它不仅满足了传统卫星，打飞机航空摄像技术对大范围内的测绘数据的要求，也能够在小区域内进行测绘，并且能够及时的反馈信息。
1 广阔的应用领域
低空无人机航摄遥感技术目前已得到了非常广泛的应用，它采用了红外，摄像等许多先进的技术，将从低空中摄像收集到的有效数据，通过计算机等技术的加工处理，可以非常清楚的反应出地表地貌的测绘信息来供人们使用。根据我国目前的情况，科学技术的不断提高，以及对数据信息的要求的增长，低空无人机航摄遥感融合了GPS差分定位、遥控以及计算机软件处理技术等先进科学技术，并且在国家积极的政策推动下，低空无人机航摄遥感技术从设计、制造到飞行使用，以及到后来的数据处理、信息共享等都得到了大力的支持，并且得到了进一步的推广使用。目前，人们在测绘、遥感等方向的要求越来越高，而低空无人机航摄能够在许多方面为人们提供数据支持，不仅满足了人们对于地形地貌的测绘要求，也可以为人类对周边环境做出实时有效地监控，对自然资源进行检测，并能够保护周边环境，防止自然灾害的发生。低空无人机航摄体现出了非常重要的使用价值。
2 优势特点
2.1 快速、高效
低空无人机航摄遥感技术拥有快速、高效的反馈信息的能力，这些在旧的技术中是无法实现的。生活中时常会发生地震、泥石流等自然灾害，这些事件的发生存在不定时性，并且有非常大的破坏作用，使得测量任务非常艰巨，这就要求我们能够及时的对周边环境进行准确地测量。低空无人机航摄遥感技术不仅能够快速，高效的对周边环境进行测量，并能够将数据通过计算机技术进行处理转换成清晰易懂的图像信息，为人们及时掌握周边环境、采取合理有效的措施实施救援提供了非常有用的帮助。去年，安徽省测绘局利用低空无人机遥感技术对合肥市周边地区进行秸秆焚烧监察活动。通过获取的正射影像处理和分析，准确评估秸秆焚烧的地点、面积、危害程度等，对合肥市政府有效治理秸秆焚烧对空气、航班的影响起到非常重要的作用。
2.2 机动、灵活
在测绘工作中，低空无人机快速出击的响应能力是应急遥感测绘有力的保障，低空无人机因为机身设备轻便、运输灵活、越野能力强、对起降场地要求低、起降方式多种多样，而且安装、调试、起飞作业快捷等优点，得到广大用户的满意和广泛应用。特别是在山高、地形复杂、客观起降条件差的情况下，使用大飞机航空摄影较为困难的地区，应用低空无人机就可以快速获取高精度、高清新影像数据资料，极大提高测绘成果的实效性，提高了测绘应急保障服务能力。
2.3 分辨率高、处理速度快
低空无人机航摄遥感数据分辨率可达到0.1～0.5 m， 相对卫星影像数据具有很大的优越性。数据采集处理速度快，目前可达到一个工作日单机3架次航空摄影100 km2，及时为政府和用户单位提供地理信息数据。去年上半年，我院利用低空无人机航摄遥感技术顺利完成了金寨县天堂寨镇40 km2和金寨县产业园60 k m2范围1∶1000比例尺地形图测绘工作。特别是天堂寨镇属于大别山区，测区内地形复杂多样，最高海拔800多米，相对高差200多米，利用常规航空摄影方法在30个工作日内完成测绘任务，显然不可能。因此，我院利用无人机技术在一个工作日内就获取了天堂寨镇40 km2的全部影像数据，再经过数据处理、像控测量、加密、采集、调绘、编辑等工序，最终在预定工期内，将合格的地形图资料提供给天堂寨镇，得到了镇领导的高度评价，为我们测绘行业也赢得了荣誉。运行成本低低空无人机航摄遥感数据不仅具有卫星影像数据的价值，而且具有大飞机航空摄影的快速采集优势。低空无人机不需要大飞机那样的专业停机场和专业的驾驶员班组，储存、运输、飞行作业均方便快捷。低空无人机航摄遥感技术采用的计算机处理技术，能够高度有效的对数据进行一系列的加工处理，并快速地输出数据，减少了数据处理得时间，也降低了使用成本。
3 先进的技术水平
低空无人机航摄遥感技术的诸多优点得到了人们的认可。在国家测绘地理信息局等有关部门的支持下，低空无人机航摄遥感技术在全国范围内得到了全面的推广应用。国家鼓励对低空无人机航摄遥感技术的研究开发，同时建立了从设计开发，培训使用，带维护升级等一系列服务，使得低空无人机航摄遥感技术能够完善系统的为人们服务，这也使得测量技术和数据信息处理技术的到了空前的发展。我国的低空无人机航摄遥感技术已经在各个领域的应用中得到了非常有效的作用，特别是在雪域高原和等条件恶劣的无人区进行了航摄遥感测量，为人们对这些地方的开发利用提供了巨大的帮助。我国的低空无人机航摄遥感技术在原有的GPS导航技术等技术的基础上，增加了许多像高精度几何检校标定的小型数码相机等机栽遥感设备以及其他先进的科学技术，以及自动、高效的数据信息处理技术，这使得低空无人机航摄遥感技术得来的数据能够满足现代测绘的高要求。当今，我国低空无人机航摄遥感技术已达到国际领先水平。
4 结语
在经济建设快速发展的时代，测绘技术必须不断的提高以满足各行各业对测绘的要求。低空无人机遥感技术的推广使用，能够快速高效的为人们提供测绘数据信息，为各行各业的飞速发展提供非常重要的技术支持。另外，以低空无人机航摄遥感为载体，以权威、精准数据为基础，为政府和公众积极参与我国各行各业建设和管理，提供了新颖、直观、可视化的服务平台，对于我国其他行业的发展提供有力的测绘保障。
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
1.引言
遥感是现代空间信息学的核心技术之一，其作为一种高效能的探测、获取、分析和处理空间信息的先进手段，广泛应用于土地管理、城市建设、林业、环境、农业等各个部门［1］。自20世纪80年代以来，随着遥感技术的发展，我国各高等院校都相继开设了遥感课程［2］。《遥感概论》课程主要介绍了遥感基本理论、方法和应用技术，是我国高等院校地学类本科生的一门专业基础课程。高等学校地理学类教学分委员会2004年工作会议把《遥感概论》和其他六门地理学基础课定为地理学类有关专业必修的核心课程［3］。遥感技术快速发展对遥感概论课程教学提出了更高要求，本文在分析信阳师范学院遥感概论课程教学情况的基础上，结合实际条件及教学目标，对遥感概论实践教学进行了一系列改革探索。
2.高师遥感课程教学现状分析
信阳师范学院城市与环境科学院于2001年开设遥感类课程，并将其列为地理信息系统专业、地理科学专业、资源环境与城乡规划管理专业的一门重要专业基础课程。我结合多年来遥感概论课程教学，发现课程的教学与用人单位对遥感技术工作的需求不能很好地衔接，主要存在以下问题。
2.1教材相对快速发展的遥感技术滞后。
我校各专业采用的《遥感导论》是教育部面向21世纪课程教材，2001年出版后至今未修订再版，除部分印刷错误影响学生学习外，对近年蓬勃发展并广泛应用的QuickBird卫星影像、高光谱遥感技术等遥感探测技术和方法涉及较少，不能满足教学需求。另外，实验教学中我们采用国际先进的ERDAS IMAGING软件，但与遥感图像处理配套的上机实验教材缺乏，需根据本校实际进行编写，同时目前实验教学中所用数据主要为Landsat和Spot影像，而缺乏社会应用较广的雷达影像、QuickBird等卫星影像。
2.2各专业教学内容不同往往顾此失彼。
我院三个专业文理兼收，学生基础不同，预备知识普遍欠缺，教师在54个学时内既要讲明理论、补充遥感技术前沿发展又要开展实验课程教学，实属不易。且遥感技术已列入高中开设的地理选修课，自然灾害与防治和城市规划与生活等课程也用到遥感技术，这对高师地理教育提出了更高的要求。目前，仅地理信息系统专业开设了为期一周的遥感综合实习，实践课程偏少，难以提高各专业学生的动手能力。
2.3教学手段相对单一。
在多媒体教学过程中，教师准备全部实践材料，详细讲解，全程示范，学生按照指导书和教师要求按部就班模仿操作，实验过程中师生互动少。以教师讲授为主的学习方式，抑制了学生主观能动性的发挥，导致学生对实验指导书过度依赖，提高实践能力无从谈起。另外，目前考核仍以笔试成绩主，教学制度不够灵活，特别是培养目标、课程结构和内容、教学模式、教学制度和评价相互脱节。
3.遥感概论实践教学内容设计
3.1研究教材，构建科学的遥感课程实践教学体系。
遥感技术是一门新的学科，新理论、新方法、新的研究领域不断出现，要求教材建设必须与时俱进，及时补充新知识，以适应学科及社会对遥感人才的需求。遥感实践教材的建设一方面教材必须针对各专业的培养目标和教学大纲的基本要求，具有较高的专业针对性。同时，要有别于其他理论教材，重点突出应用技术的特点。另一方面教材要围绕技术应用能力训练主线，注重学生的认识和学习规律，以培养学生实践能力。在《遥感概论》教学中，教师要综合国内外已有的遥感实践教材，分析比较各种教材的特色及其不足，根据专业培养目标、学生未来就业，以及遥感人才的基本要求，以新的理念构建一套内容体系和结构相对合理、能反映出学科水平和发展趋势的、适应高师院校自身特点、开放的、科学的遥感实践教学内容教学体系。
3.2适当增加课时，完善和更新教学内容。
遥感是一门理论与实践并重的课程。在遥感课时总量有限的条件下，如何协调好高师地理课堂培养学生创新精神和地理信息系统专业、资源环境与城乡规划管理专业培养动手能力和创造能力是高师院校面临的挑战。由于我院各专业文、理兼收，学生基础不同，理解遥感基本理论存在困难，在课堂上授课教师可结合Q ickbird卫星数据在第二次国土资源调查中的应用等科研案例进行教学，让学生在实践中理解遥感理论。另外，我们要充分利用现代网络技术建立课程网站，提供新型的学习环境和学习平台，挖掘教学科研资源，开展教学互动，扩展学生学习的空间。我在教学过程中发现，有很多学生反映要求增加遥感实践课时，这说明学生对新技术学习的积极性很高，若适当增加实践课时，有助于开展综合型和研究型实验的多层次综合性的实践教学，提高学生的创新精神和动手能力，以适应我国遥感科学技术的发展和高素质人才培养的需要。
3.3教学方法、教学形式多样化，实现实习单位专业化。
在教学过程中为克服遥感实践课程教学课时不足，增加学生对遥感学习的兴趣和主动性，可开展读书报告、学年论文、野外调查等课外研究性学习，让学生通过查阅文献进行简单的研究，与课堂教学形成互补，拓展更加广阔的空间。另外通过学校、院系和个人广泛联系遥感专业高等院校和应用型实习单位，如武汉大学、南京大学、北京超图软件股份有限公司、武汉中地数码科技有限公司，等等。建立双导师管理机制，让学生直接参与到实习单位的科研、开发和生产工作中，让学生主动学习知识，锻炼学生获取知识、发现问题、解决问题的能力，从而提高教学效率。
4.结语
遥感是一门技术性和实践性很强的课程，我结合多年来高师院校遥感概论课程教学，针对目前存在的主要问题进行探索，提出了适合本校实际的遥感课程教学方法和教学体系。遥感技术的快速发展对遥感概论课程教学提出了更高要求，在教学中需要结合实际不断探索与实践，进一步提高学生的独立思考能力、创新能力和实践动手能力以满足社会发展需求。
参考文献：
［1］白淑英，沈润平，王莉等.遥感科学与技术专业综合实习教学环节改革［J］.中国奥创新导刊，2009，（26）:174.
［2］梅安新，彭望禄，秦其明等.遥感导论［M］.北京：高等教育出版社，2001:
Abstract: Remote sensing technology as geodetic surveying and mapping technology of modern novel, has been widely applied in the national construction aspects, at present, the application of remote sensing technology in geological mapping has been very mature, this paper briefly introduces the development of remote sensing technology, remote sensing technology and application in the surveying and mapping work. Some simple exposition.
Key words: remote sensing; geological; mapping
中图分类号：P25文献标识码： 文章编号:
一、遥感技术的发展
1.“遥感”，顾名思义，就是遥远地感知。人类通过大量的实践，发现地球上每一个物体都在不停地吸收、发射信息和能量，其中有一种人类已经认识到的形式――电磁波，并且发现不同物体的电磁波特性是不同的。遥感就是根据这个原理来探测地表物体对电磁波的反射和其发射的电磁波，从而提取这些物体的信息，完成远距离识别物体。遥感的实现还需要遥感平台，像卫星、飞机、气球等，它们的作用就是稳定地运载传感器。当在地面试验时，还会用到像三角架这样简单的遥感平台。针对不同的应用和波段范围，人们已经研究出很多种传感器，探测和接收物体在可见光、红外线和微波范围内的电磁辐射。传感器会把这些电磁辐射按照一定的规律转换为原始图像。原始图像被地面站接收后，要经过一系列复杂的处理，才能提供给不同的用户使用。
2.遥感包括卫星遥感和航空遥感，航空遥感作为地形图测量的重要手段已在实践中得到了广泛的应用，卫星遥感用于测图也正在研究之中并取得一些意义重大的成果，基于遥感资料建立数字地面模型进而应用于测绘工作已获得了较多的应用。自20世纪初菜特兄弟发明人类历史上第一架飞机起，航空遥感就开始了它在军事上的应用。
二、遥感技术在地质测绘中的应用
遥感对地观测技术是当代高新技术的重要组成部分，是20世纪末几年开始执行的“对地观测系统（EOS）”计划的主体。它具有时效性好、宏观性强、信息量丰富等特点。利用全球卫星定位系统（GPS）可以准确地监测地质灾害体的形变与蠕动情况，从卫星遥感图像上可实时或准实时地反映灾时的具体情况，监测重点灾害点的发展演化趋势，增强地质灾害发生的预见性。因此，为了能及时地调查地质灾害状况，为抢灾与救灾工作提供准确资料，根据国民经济建设与可持续发展的需要，在地质灾害调查中采用遥感技术这一先进手段，是尤为必要的，这也是现代高新技术应用发展的必然趋势。
1.遥感技术在地址测绘中得到了广泛应用，这将有利于发展科学、促进地质矿产事业的持续发展。遥感信息反映的地质事实，不能因为学科偏见，传统观念和规程而被改变。当然，早期的遥感资料由于受分辨率的限制，近年来，由于采用了新的技术思路，在大比例尺地址测绘和地质制图中，遥感与地质的符合程度和可兼容程度有了很大的改进，但在如何充分发挥遥感地质的认识上仍有待统一，否则遥感地质将无法健康发展下去。
2.在岩浆岩、变质岩，特别是火山岩地区，地质图上对地质结构的描述要比实际粗略得多，很多复式侵入杂岩体、隐伏侵入体、火山机构、脉岩、变质岩的类型和相带在遥感图像上有充分的反映，但常规地质图则记述得很简单。在松散堆积物广泛覆盖的地区，地质图上的要素内容也过于简略，近年来，各类钻井、物探资料进一步证明了遥感地质资料的可靠程度，如果能用遥感资料将各种各样的隐伏地质信息、隐蔽地质界限，补充到这类地区的地质图上去，则将大大改善其地质研究程度，所以地址测绘开展了大比例尺地质填图，在这些工作中如能充分正确地应用遥感技术，也必将大幅度提高大比例尺地质图件的精度和专业水平，加快详细地址测绘、专业勘测的进度。
三、遥感技术带来的新信息
纵观遥感提供的构造新信息可概括为：
1.表浅硬固地壳中的大断裂和韧性剪切带；
2.地块和岩块；
3.密布的直线形断裂和大节理；
4.碎裂块体与漂移岩块；
5.塑性-硬固地壳中垂直贯通的强爆环形断裂；
6.地壳中的膨隆及塌陷地段等。通过遥感分析发现的不同世代、不同级别的环形断裂，包括隐伏侵入体和岩浆强爆中心等地质条件，我们坚信，这一新的地质构造理论终将会萌生、生长，给地质测绘带来革命性发展。
地质灾害作为一种特殊的不良地质现象，也是地质测绘工作的重中之重。无论是滑坡、崩塌、泥石流等灾害个体，还是由它们组合形成的灾害群体，在遥感图像上呈现的形态、色调、影纹结构等均与周围背景存在一定的区别。因此，对崩、滑、泥等地质灾害的规模、形态特征及孕育特征，均能从遥感影像上直接判读圈定。由此，通过地质灾害遥感解译，可以对目标区域内已经发生的地质灾害点和地质灾害隐患点进行系统全面的调查，查明其分布、规模、形成原因、发育特点、发展趋势以及危害性和影响因素。在此基础上进行地质灾害区划，划分地质灾害易发区域，评价易发程度，为防治地质灾害隐患，建立地质灾害监测网络提供基础资料，此外，遥感在大型工程规划选址，工程地质稳定性评价，铁路、高速公路、引水工程、水利电力建设等方面进行了广泛应用，初步显示出遥感的技术优势，取得了显著的社会效益和经济效益。
四、遥感调查中尚存在的主要问题
遥感技术尚未得到广泛的应用。在地质测绘队伍中，目前人们对遥感技术比较陌生，使得遥感技术在地质灾害调查中难以发挥应有的作用；地质灾害遥感调查工作需要多时相的实时或准实时的遥感信息源，而这种信息源价格昂贵。受资金限制，地质灾害的遥感调查工作难以得到普及，目前只能局限于重点地区与重点工程的地质灾害调查；目前常用的遥感信息源空间分辨率较小，难以满足地质灾害点的详细调查工作，这使得遥感技术仅在宏观调查中应用广泛，而在微观上应用较少。遥感技术在工程地质勘测、环境地质和地质灾害研究方面获得广泛的应用和良好的效果，但急待以新的思路进行深入研究，提高应用水平。
五、结束语
遥感技术是一门新兴的高新技术手段，利用遥感技术开展地质灾害调查不仅是必要的，而且是可行的。遥感技术可以贯穿于地质灾害调查、监测、预警、评估的全过程。随着遥感技术理论的逐步完善和遥感图像空间分辨率、时间分辨率与波谱分辨率的不断提高，遥感技术必将成为地质灾害及其孕灾环境宏观调查以及灾体动态监测和灾情损失评估中不可缺少的手段之一，给地质测绘工作提供更先进的技术支持和更全面的数据库资料，为“数字中国”提供更翔实的数据和信息，以全面提升行业领域中的综合竞争力。
参考文献：
[1] ;发扬成绩 搞好改革 开创地质测绘工作的新局面[J];中国地质;1984年10期
无人机航测遥感技术是继卫星遥感、飞机遥感之后发展起来的一项新型航空遥感技术，在应急测绘保障、国土资源监测、重大工程建设等方面得到广泛应用。它是一种机动灵活、可以实现快速响应的一种航测技术。但也存在影像重叠度不规则、像幅小、影像倾角大、旋偏角大，影像有明显畸变等问题，这些情况都对现有无人机航测技术提出了挑战。
低空无人机航摄遥感是以低速无人驾驶飞机为空中遥感操作平台，用彩色、黑白、红外、摄像等技术从空中拍摄地表地物、地貌影像数据，并用计算机对影像数据信息进行加工处理。汇集了遥感、通讯、GPS差分定位、遥控等技术与计算机软件处理技术的新型应用技术。
随着经济建设的迅速发展，我国诸多部门都已拥有了大量的卫星遥感影像和传统航空摄影数据，但对局部地区急需的实时性、机动性、高分辨率遥感数据的需求趋势也明显增加。相对于传统的以卫星、大飞机为搭载平台的遥感数据和影像资料获取大范围的地理国情信息，低空无人机航摄遥感更具有机动、灵活等优点，使得该系统在小区域测绘和应急数据获取等方面具有独特的优势。
1 广阔的应用领域
最近几年，随着国家遥感、测绘技术的大力推动，低空无人机航摄遥感技术逐渐应用于国家基础测绘、数字城市建设、生态环境监测、国土资源治理，矿产资源合理开发利用、土地利用调查、海洋环境监测，水利资源开发利用、农作物监测与评估、自然灾害预防、城市规划与市政建设、森林防火保护、公共安全、国防事业、数字地球等领域。
2 特殊的优势特点
低空无人机航摄遥感具有以下几点。
2.1 快速高效
针对应急测绘的项目，由于时间紧、任务急、情况特殊等，如：山体滑坡、洪水泛滥、森林救火、海上污染等自然灾害的发生，特别是2008年5月12日四川汶川、北川和2010年4月14日青海玉树发生大地震后，急需灾区实时影像资料用于灾情分析和救援工作的开展，这种紧急情况下，利用低空无人机航摄遥感技术就起到非常重要的作用，能够在最短时间内获取高清晰影像数据，以利于救灾指挥、灾情评估及灾区重建的规划和设计需要。
去年，安徽省测绘局利用低空无人机遥感技术对合肥市周边地区进行秸秆焚烧监察活动。通过获取的正射影像处理和分析，准确评估秸秆焚烧的地点、面积、危害程度等，对合肥市政府有效治理秸秆焚烧对空气、航班的影响起到非常重要的作用。
2.2 机动灵活
在测绘工作中，低空无人机快速出击的响应能力是应急遥感测绘有力的保障，低空无人机因为机身设备轻便、运输灵活、越野能力强、对起降场地要求低、起降方式多种多样，而且安装、调试、起飞作业快捷等优点，得到广大用户的满意和广泛应用。特别是在山高、地形复杂、客观起降条件差的情况下，使用大飞机航空摄影较为困难的地区，应用低空无人机就可以快速获取高精度、高清新影像数据资料，极大提高测绘成果的实效性，提高了测绘应急保障服务能力。
2.3 分辨率高、处理速度快
低空无人机航摄遥感数据分辨率可达到0.1～0.5 m，相对卫星影像数据具有很大的优越性。数据采集处理速度快，目前可达到一个工作日单机3架次航空摄影100 km2，及时为政府和用户单位提供地理信息数据。去年上半年，我院利用低空无人机航摄遥感技术顺利完成了金寨县天堂寨镇40 km2和金寨县产业园60 km2范围1∶1000比例尺地形图测绘工作。特别是天堂寨镇属于大别山区，测区内地形复杂多样，最高海拔800多米，相对高差200多米，利用常规航空摄影方法在30个工作日内完成测绘任务，显然不可能。因此，我院利用无人机技术在一个工作日内就获取了天堂寨镇40 km2的全部影像数据，再经过数据处理、像控测量、加密、采集、调绘、编辑等工序，最终在预定工期内，将合格的地形图资料提供给天堂寨镇，得到了镇领导的高度评价，为我们测绘行业也赢得了荣誉。
2.4 运行成本低
低空无人机航摄遥感数据不仅具有卫星影像数据的价值，而且具有大飞机航空摄影的快速采集优势。低空无人机不需要大飞机那样的专业停机场和专业的驾驶员班组，储存、运输、飞行作业均方便快捷。而且根据高性能自动处理技术，在短时间内完成航摄数据的预处理，精加工以及数据快速输出等，不仅缩短工期，而且整体费用得以极大的降低。
3 先进的技术水平
低空无人机航摄遥感得到国土资源部、国家测绘地理信息局的大力支持，在全国各省测绘局系统进行全面推广，同时研究单位加大研发力度，逐步建立起了低空无人机服务体系，真正解决运行维护、专业培训、技术更新、售后服务等工作，建立了更加完善的低空无人机系统，整体技术水平和影像数据处理能力都得到很大的提高。
目前，我国低空无人机已广泛应用于工业、农业、交通、水利、国防、土地等行业，特别是低空无人机航摄遥感系统已实现了雪域高原上的航空摄影测量，开创了像青藏高原等特殊地区无人机测绘遥感技术应用的先河。另外，我国低空无人机航摄遥感系统基于GPS导航控制的定点曝光摄影和飞控系统控制的自动旋偏修正技术，采用了高精度几何检校标定的小型数码相机或扫描仪，作为机栽遥感设备，再通过影像自动识别、快速拼接、镶嵌软件，实现影像数据的快速处理，完成的航摄影像数据基本满足1∶500～1∶2000大比例尺测绘需求。当今，我国低空无人机航摄遥感技术已达到国际领先水平。
4 良好的发展前景
目前，我国正处于快速发展时期，各行各业对测绘的需求与日俱增，各领域规划、建设都离不开先进的测绘技术支持，大力开展低空无人机航摄遥感技术推广应用，是更好更快为国民经济建设提供实时地理信息数据的重要手段，为领导决策提供支持和信息服务。另外，以低空无人机航摄遥感为载体，以权威、精准数据为基础，为政府和公众积极参与我国各行各业建设和管理，提供了新颖、直观、可视化的服务平台，对于我国其他行业的发展提供有力的测绘保障。
总之，开展低空无人机航摄遥感技术推广应用，是推进我国测绘科技自主创新的重要举措。随着我国经济建设的发展需求，特别是国土资源部提出国土资源信息化“十二五”规划，建立全国国土资源遥感监测和地理国情监测以及加快推进经济社会各领域信息化建设等要求，今后低空无人机航摄遥感技术的应用空间将更加广阔。
参考文献
[1] 陈玲，潘伯鸣，曹黎云.低空无人机航摄系统在四川地形测绘中的应用[J].城市勘测，2011（5）.
[2] 王新，陈武，汪荣胜，等.浅论低空无人机遥感技术在水利相关领域中的应用前景[J].浙江水利科技，2012，11：172.
无人机是利用无线电遥控设备以及其自身携带的程序控制系统组成。无人机遥感控制系统是具有高分辨率以及具有高精度遥感影像的获取和处理的一种全新的技术样式。它通过无人机机为其载体，上面安装有数码摄像机，和数码录像机等设备，并通过遥感卫星处理技术在进行数据的同步传输，来实现对地理位置信息的掌握。无人机通过自身的遥感系统来获得较高分辨率的数据信息，其中通过3S技术在遥感系统中的应用，从而达到对土地或者其他地理环境的快速处理。而对于遥感传感器来说，其控制系统要要能够根据事先设置好的拍摄点、摄影比例尺以及飞行速度和高度等参数进行自动计算以及对遥感传感器工作进行有效控制，从而使获得的技术数据等达到准确详细的目的。
2 无人机遥感技术的工作流程
无人机遥感技术对农村土地承办经营权确权登记项目采用的是真彩色摄像，影像的分辨率达到了03米。
获取影响资料进行土地承包经营权确权登记的作业流程（如图1）。
图1 土地经营确权登记发证作业流程
3 无人机遥控技术在土地承包经营权确权登记中的应用的优点以及存在的一些问题
3.1 无人机遥控技术的优点
无人机遥控技术作为现在比较流行的技术在世界上受到了广泛应用。无人机航测作为一项空间数据采集的一种重要方法，其具有较长的续航时间以及成本低廉，能够将影像适时的进行传输，并且可以对那些高危地区进行有效探测，还有就是它和其它遥感技术相比就有激动灵活的优势。而正是无人机航测的自身优势可以对那些卫星遥感以及有人机遥感形成一个很好的补充。
3.2 无人机遥感技术所存在的问题
（1）起降技术和抗风性较差。从无人机的工作方式和方法不同，其在自身的设计上也存在着较大的差别。对于那些需要滑降的飞机来说，在有些地方难以找到适合降落的区域，而在一些不满足起降的地方实施飞机的起降工作，对于飞机的自身来说就会造成很大的伤害，而且还有可能造成飞机的严重事故的发生。如果在航测的过程中使用那些体型较小的无人机的话，则由于飞机自身重量较轻以及航程不足等原因，则不能达到航测的应用要求，使用较小型的无人机还会因为飞行高度低，而在低空作业时受到风速以及风向等因素的影响较大，因此在一定程度上也不能较好的完成航测任务。因此，对于那些比较大型的无人机来说，如何将其起降技术进行改进，对于那些小型无人机来说如何能够有效的提高它们的抗风性将会是现在所要解决的迫切问题，也是无人机能否较好使用的关键。
（2）传感器的有效控制以及在具体姿态上的控制技术，遥感设备所传输的大量数据的储存技术以及遥感设备在后台的一些处理技术等都是在现阶段乃至以后实际应用所要迫切解决的问题。
4 无人机遥感技术的实际应用及前景
关键词：无人机 低空航拍遥感测量 应急救援 地质灾害监测
中图分类号：P231 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）08（c）-0002-02
随着我国社会的发展，人们的经济水平越来越好，然而好的经济条件付出的代价便是自然环境的恶化。最近几年，由于生态环境的逐渐恶化，各种各样的地质灾害频繁发生。无人机低空航拍遥感系统的研发补充了卫星遥感和载人航空遥感的不足，它具有运行成本低、机动灵活、操作方便、分辨率高等许多优点。利用其飞行较低，能快速获取数据的优点，辅助与一系列的技术方法，能有效地对地质灾害完成检测，实施救援和最后的灾情评估等一系列的任务。下面阐述了无人机低空航拍遥感测量的组成、优势和特点，应用前景以及在地质灾害的应用。
1 无人机低空航拍遥感系统的组成
1.1 飞行平台
一般无人机的机身是由多种材料制作的，包括玻璃钢、碳纤维、木材、金属等。它的机身有电池舱、任务舱、降落伞舱，而这3种舱都是独立存在的。在它的机身前端安置着发动机，机翼旁边连接着碳纤维圆管插接，外型构成了接进式后三点布局。无人机起落装置具有重量轻、强度大、减振好、拆卸便捷等诸多特点，而这些特点决定了它更适合飞行于山区野外生态环境。
1.2 飞行控制系统
无人机的飞行控制系统是由3部分构成的，它们分别是：机载飞控、地面站、通讯设备。这样的飞行系统使用时方便简单、控制精度高、GPS导航功能强，加之有各种各样的任务接口使其可以游刃有余地控制各种布局的无人驾驶飞机。
1.3 遥感系统
高分辨率数码单反相机具有其重量轻、体积小、可代替性强、可直接在计算机中进行处理的特点，这样的特点使它作为无人机遥感摄影的传感器再合适不过了。
1.4 软件系统
软件系统分为监控软件、航线规划软件、影像处理软件。监控软件使无人机飞行过程中飞行区域的电子地图、飞行航迹、飞行参数、飞机航向参数、GPS定位状态、航拍影像的数量和关键参数的交互捕获的显示得以实现。航线规划软件具备了设置飞控和传感器参数，使其可以控制固定翼、动力伞、旋翼机等飞行器。影像处理软件可获取竖直摄影影像、交向摄影影像、复杂航线多基线摄影影像。
1.5 无线电遥控系统
无线电遥控系统可以是无线机按照地面人员的想法进行飞行，而地面人也可以通过无线电遥控系统掌握无人机和遥感设备的有关信息。
1.6 保障系统
设备维修系统和故障判别系统组成了无人机飞行的保障系统。
2 无人机低空航拍遥感测量的特点和优势
无人机低空航拍遥感测量具有以下的特点和优势[1]。
（1）无人机受空中管制和气候的影响较小，使它具有机动灵活的特点，而这种特点使其能够不论处于怎样的环境下都可以直接获取影像，而且具有很高的安全性，这种安全性体现在在设备出现故障的情况下，人员的生命也可以得以保障。
（2）低空飞行使无人机不受云层的遮挡而获取影像，它这一优点与卫星光学遥感和普通航空摄影得以补充。同时克服城市高层建筑物遮挡问题，可以有效地获取建筑物多面高分辨率纹理影像。
（3）低空飞行使无人机可以近景航空摄影测量，测图的精度比较高，满足了测绘精细的要求。
（4）无人机低空航拍遥感系统无需机场起降，操作员培养时间较短，以至于其成本相对较低，而且系统的保养和维修都比较简单。在轻雾弥漫的天气中可以拍到合格的影像，这样的优势减少了野外工作的量度，一方面使得野外工作的劳动量变少，另一方面也改善了野外工作的效率和精度。
3 无人机低空航拍遥感系统的应用前景
3.1 应用背景
为了使经济更快发展，一系列的措施应运而生。可就是实施这些为了发展经济的措施导致了一系列地质灾害的发生。而传统的地面获取信息数据的方法已经不能及时、有效地反映出这些巨大的变化。商用遥感卫星和传统的载人飞机在拍摄的过程中需要采用地面人工测量的方式来制作大比例尺地图，耗时耗力。而无人机低空遥感系统的出现，使这样那样的问题得到了充分的解决[2]。
3.2 应用前景
天气的变幻无人知晓，可是一旦出现阴雨连绵、轻雾笼罩这样的天气，人们难以通过载人航拍及时获得高精度的遥感图片。伴随着载人航拍的限制性、天气的不确定性这些问题的出现，无人机低空航拍遥感系统应运而生。在这样的情况下，无人机低空航拍遥感系统因其特有的技术特点在市场上占据一定的优势。目前各种各样的情况对大比例尺数据的要求日益迫切而且相对较高，在空间分辨率和时间分辨率上都有很高的要求，而无人机航空遥感系统技术都可以很大程度上解决这样的问题。
4 地质灾害中无人机低空航拍遥感技术的应用
为了帮助地质灾害分布的详细调查和判别，无人机航拍遥感技术通过校正多光谱数据然后形成数字高程模型和正射影像图[3]。通过对数据一遍又一遍的检测，然后把这些数字进行分析和对比，最后发现什么地方又存在着地质灾害。有些地方地形险峻，不利于运用人的力量调查时，无人机就会通过它灵活性高，飞行低来给地质灾害监测工作带来很大的帮助。一手重要的资料能给救援的人们带来最有利的帮助，而这一手资料就是当地质灾害刚发生时所调查的数据。地质灾害在救援的过程中，对于时效有着很高的要求，而无人机可以满足这样的要求。
把地质灾害航拍遥感数据进行拼接和校正，最后形成了DOM、DEM、微波遥感与热红外这样的数据，而这些数据即是地面灾情得以解译的数据来源[4]。根据这一系列数据、影像解译会发现地质灾害造成各种各样的损害，通过对这些损害的判别，进一步形成与灾害对应的解译结果图和初步统计的数据。
5 结语
无人机低空航拍遥感技术以其灵活性强、速度快、效率高、经济小巧等其他技术没有的特点，成为了一种新兴的测绘方式，而且这种新兴测绘方式通过国内外的研究开发，慢慢应用到了各个领域。文章贯穿了无人机低空航拍遥感技术的特点，然后分别介绍了其组成、优势、应用前景以及在地质灾害中的应用。生态环境的逐渐恶化，各种各样的地质灾害频频发生，面对灾害的侵袭，有些系统会显得束手无措，无人机低空航拍遥感技术应运而生，希望在以后的研发中，让其技术得以改进，越发精湛，使得无人机低空航拍遥感技术应用越来越广泛。
参考文献
[1] 刘刚，许宏健，马海涛，等.无人机航测系统在应急服务保障中的应用与前景[J].测绘与空间地理信息，2011（34）：177-179.
Abstract: the remote sensing technology is the 1960 s news fast developed a comprehensive space information science, for our comprehensive and accurate understanding urban planning and construction, the sustainable development of the city, plays a more and more important role.
Key words: remote sensing technology city planning space information
中图分类号：TU984文献标识码：A 文章编号：
1 遥感的定义
遥感通常是应用探测仪器，在不与探测目标直接接触的情况下，从远处把目标的电磁波谱记录下来，通过分析，揭示出物体的特征、性质及变化的综合性探测技术。不同类型的地物具有发射或者辐射不同波长电磁波的特性，遥感技术是利用地物反射和辐射电磁波的固有特性来探测地面目标，因此，关于电磁波辐射的基础原理成为遥感技术的理论基础。遥感是20世纪60年代美国创造的技术用语，随着1972年第一颗地球观测卫星Landsat的发射成功而迅速得到普及。近年来，随着地理信息系统技术的发展，遥感技术与之紧密结合，发展更加迅猛[1]。
2 遥感的分类
按遥感器接收信号的来源，可将遥感分为被动式遥感（Passive Remote Sensing）和主动式遥感（Active RemoteSensing）两种，被动式遥感是指不利用人工辐射源，直接接收与记录目标反射的太阳辐射或者目标物本身发射的热辐射和微波辐射。如航空摄影、多光谱扫描、热红外扫描等。主动式遥感是指使用人工辐射源从平台上向目标发射电磁辐射，然后接收和记录目标物发射或散射回来的电磁波的遥感，如雷达遥感、激光遥感。
3 遥感技术主要特点
3.1探测范围广，获取信息的范围大
遥感用航摄飞机飞行高度10km左右，陆地卫星的卫星轨道高度达910km左右，从而可及时获取大范围的信息。例如，一张陆地卫星图像，其覆盖面积可达34225km2，覆盖我国全部领土仅需500多幅，这对国土资源调查有着重大意义。
3.2获取的信息内容丰富，可实现动态化监测
遥感技术获取的数据非常庞大，如一景包括7个波段的TM影像的数据量达270M,覆盖全国范围的TM数据量可达到135kM的海量数据，它远远超过使用传统方法所获取的信息量，而卫星周期性对地球各处进行观察使得有可能进行动态观察，获取新颖的资料，从而实现对地的动态监测。
3.3获取信息方便而且快速
利用遥感技术获取信息不受地形限制。对于高山冰雪、戈壁沙漠、海洋等地区，一般方法不易获得的资料，卫星像片则可以获得大量有用的资料。同时，卫星还可以不受任何政治、地球条件的限制，覆盖地球的任何一角和整个地球。这使得我们能够及时地获取各种地表信息。
3.4综合性强
目前，遥感与地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）的集成技术，丰富了环境信息的获取、分析和表现手段，构成对地观察监测的多层空间、多波段、多时相的综合系统。这个系统从三个空间，即地理空间、光谱空间、时间空间提供地物信息，使得我们能更全面深入地观察分析问题[1]。
4 遥感技术在城市规划管理中的应用
4.1遥感技术辅助规划成果审核
在城市规划管理实践中,我们经常会遇到这种现象:因对现状不甚了解,致使规划成果即使审批后也无法实施。然而在规划管理中,一旦规划审核不严谨就导致经常调整规划成果,严重影响城市规划严肃性,浪费大量的建设成本，特别是2008年1月1日城乡规划法实施后,审批后的规划成果的调整程序更为复杂[2]。因此,加强城市规划成果的审核是规划管理部门一项重要任务。通过使用遥感影像技术,规划管理人员可以清晰地判读规划成果是否立足现状,是否符合城市发展需要、是否具备可操作性,一定程度上避免规划成果的反复调整。
4.2遥感技术辅助规划决策
在城市规划管理中,建设项目规划设计条件是城市各项建设的法定依据,核发建设项目规划设计条件是规划管理的首要工作。因此如何科学确定建设项目规划设计条件中的各项控制要求显得尤为重要。以往确定出让地块各项控制要求时,很容易陷入就地块论地块局面。但是利用遥感图像作为背景,就可以直观地分析出让地块周边相对完整区域内建筑容量、图底关系是否合理,从而为确定出让地块建筑容量及公共广场空间的布局、规模提供依据[3]。
4.3遥感技术可以作为规划监督管理的有力依据
当今的城市建设日新月异,建设量十分庞大,然而监督执法人员数量却有限,面对大量的违法、违规建设项目,监督执法人员往往无法逐一监控。然而利用遥感技术,可以大大提高工作效率,并能做到全面、准确监控违法建设。通过定期更新遥感数据并进行前后对比分析,同时核对建设项目审批档案即可及时发现违法占地、违章建设等违法建设项目,从而更有针对性实施监督管理,加大执法力度,提高执法效能。
2009年底,住房与城乡建设部开展了全国范围内的城市违法建设调查,主要针对城市总体规划实施情况的调查。调查采用遥感技术辅助进行,每个季度拍摄一次,将前后两次拍摄图像进行叠加,结合城市总体规划图纸,分析该季度内违法总体规划的建设情况,形成鉴定结论,以此督促地方政府根据总体规划整改。由此可见,遥感技术作为辅助规划监督管理的工具作用十分明显。
4.4遥感技术能够丰富城市规划建设档案库的信息量
以往城市规划档案库中很少存有城市一定时期内某片区建设资料,因此针对城市可持续发展专项研究也经常因缺乏相关资料而无法进入深入研究。遥感影像客观、清晰地记载了城市发展痕迹,信息量极为丰富,同时便于存取,因此近年来城市规划档案库逐渐利用遥感影像作为归档资料。同时遥感影像丰富的信息量可以为城市科学研究提供了大量的基础资料。如城市交通总体规划、城市绿化建设等规划,就可取调遥感影像资料,分析城市各个历史时期空间发展演变规律。
由此可见,遥感技术在城市规划管理领域发挥着越来越重要的作用。但是,我们也应该认识到遥感技术的利用还处于起步阶段,在规划管理也还存在一定问题:由于大部分遥感影像图经过图像拉伸、增强等计算机处理,无可避免地存在一定误差,这将在一定程度上影响规划成果的准确性;同时,遥感数据并非量化数据,不具备三维坐标,无法指导具体项目建设施工。因此,目前遥感技术仍只适用于规划分析层面,但是,遥感技术已在开拓三维坐标定位等新领域。为此,我们有理由相信随着遥感技术不断深入发展,将成为城市规划管理不可或缺的管理工具。
5 结语
城市规划的本质是以理性预测和筹谋克服市场的不足和人类行为的盲目性，规划过程中需要大量历史和现实数据。遥感技术可以为各类城市专题规划和综合规划提供必需的可续依据，我们相信遥感技术在不远的将来会在城市化发展中得到更多更深入的应用。
参考文献：
[1] 张占睦,芮杰.遥感技术基础[M].北京：科技出版社，2007.
