无人机航测技术的发展与应用探讨

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　　【摘 要】随着无人机技术的不断发展成熟，无人机航测技术也随之得到了长足的进步，其应用领域和发挥的作用也越来越大。本文对无人机航测技术的发展历史与现状进行了总结，并分析了无人机航测技术的应用情况，希望能为航测技术的发展提供一些有益参考。
　　【关键词】无人机；航测技术；发展；应用；
　　测绘技术经过多年的发展，已经日趋成熟，尤其是以航空遥感为代表的一系列测绘技术的发展，极大的推动了测绘技术的进步。其中无人机航测以低成本，高精度，操作简单等优势，为测绘工作带来了非常多的便利，值得我们对其进行不断的探究。
　　1无人机航测技术概述
　　无人机航测是传统航空测量的有力补充，其在获取区域高分辨率影像方面有着明显的优势。特别是随着无人机与数码相机技术的不断发展，以无人机为平台的数字航测技术也越来越显示出其独特的优势，在重大工程建设，应急处理，国土监察，资源开发以及城镇建设等方面都发挥着越来越重要的作用。其主要技术特点如下：
　　首先，无人机测航技术有着十分快速的反应能力。无人机测航受气候等影响条件小，通常低空飞行，空域申请十分便利，且对起飞降落场地的限制也很小，可以很便利的开展工作。一般情况下，进行无人机起飞升空的准备时间只需要十五分钟就可以完成。
　　其次，安全性比较好。由于无人机没有飞行员，因而获取影像时不用考虑飞行员的安全，能够解决人工探测无法到达的危险和复杂区域的监测功能。如一些气候复杂、地形复杂的区域，就可以通过无人机来进行测绘工作，不仅十分的便利，而且一旦出现问题，也不会造成人员伤亡。
　　第三，数据获取快速。航拍无人机所携带的数码相机等电子设备不仅可以快速的获取地表的超高分辨率数字图像以及高精度定位信息等内容，还可以非常方便的使用这些数据生成三维景观模型，三位地表模型等可视化的数据，以此来进一步的实现开发与应用。
　　第四，成本低，机动灵活。与传统的卫星遥感影像以及大飞机相比，无人机的成本可以说是极低。不仅如此，无人机体积小，方便运输，机动灵活的特性也是其重要的技术优势。在无人机的应用中，既能够大范围的全面感知复杂地形等场景，还能够高精度，高清晰度的对区域进行测绘，并通过高效的数据处理采集设备，迅速生产具有真实效果和高精度的测绘结果。
　　2无人机航测技术的发展历史与现状
　　2.1国外无人机航测技术的发展
　　无人机在西方发达国家应用较早，发展历史较长，总体上已经处于比较成熟的阶段，其研究和应用都领先于我国。但是其航测服务价格不仅昂贵，且后续数据的处理分析以及应用的价格都十分高昂，难以让一般的客户接受。于此同时，大多数国家出于安全方面的考虑，对国土资源，海洋等信息的测绘也很难接受外国公司的服务。比如，美国航空航天局在很早就将无人机应用于森林监测，火灾监测，农业监测，海洋遥感等研究之中。
　　2.2我国无人机航测的发展
　　我国无人机航测发展起步较晚，最早的无人机航测研究是从上世纪90年代开始。先后经历了四个阶段：
　　第一个发展阶段。也是起步阶段，这个阶段无人机航测技术非常简单和初级。不仅飞机是从航模基础上改造而来，而且存在着大量的问题。如无人机没有自动驾驶功能，需要人工依靠电视图像和地图标记来导航；携带的相机甚至还是胶片相机，处理和使用都十分的不便。但这个阶段开启了无人机航测的应用模式，为未来的发展与研究打下了很好的基础。
　　第二个发展阶段。在时间迈入21世纪后，数码相机迅速普及，我国的无人机技术也得到了长足的发展，无人机航测技术迅速的随之发展起来。在试验阶段就出色的完成了很多的测绘工作。比如在突发应急事件的救援方面就发挥了非常重要的作用，很好的完成了受灾现场的测绘与图片获取任务，为灾情调查，应急决策等提供了很多的重要数据。
　　第三个发展阶段。在这个阶段大约始于2010年前后。这个阶段的无人机航测技术向着更加专业的方向发展，不仅反映和监测更加快速，而且使用了专业的测量设备，因而测绘精度更高。测绘的配套设施也更加齐全，专业的工作车辆，卫星通信，指挥，联网也开始形成系统。我国的无人机航测技术正式走入了专业的行列，使用无人机进行航测工作的数量和质量也都大大增长。
　　第四个发展阶段。这个阶段从2017年开始。国家希望能够进一步的发展无人机航测技术，特别是应急服务的能力方面，要向军用无人机遥感技术看齐。大量为军事服务的强大无人机系统也开始在测绘领域使用。这个阶段的无人机航测技术，可以实现在国内任意地区发生突发事件或是灾害时，迅速调用无人机搭配组网进行航测。此外，无人机航测使用的范围更加扩大，甚至有望建成优于200mm精度，覆盖全国的超高分辨率航测数据库，构建高精度的数字中国。
　　3无人机测航技术的应用
　　随着无人机技术水平的提升，无人机航测应用的范围也日趋广泛，目前已经非常成熟的应用于多个领域之中。总结起来，无人机航测的应用领域主要有如下几个方面：
　　第一，用于国土测绘工作。无人机的重要应用领域之一就是国土测绘。通过快速，机动灵活的无人机，能够迅速的获取到航摄数据，进而迅速的掌握需要测量区域的详细情况信息。这些信息可以用于国土资源管理的很多方面，比如国土资源动态监测和动态调查，土地利用情况和数据更新，土地利用变化的动态监测，地理特征信息分析以及区域规划工作等。
　　第二，用于选线设计工作。如公路设计，铁路设计，输电、输油线设计等。通过无人机航测遥感技术，可以十分便捷快速的获得航空影像，为选线的设计提供翔实可靠的第一手数据。特别是在石油天然气管道选线设计当中，不仅能够更好的优化线路，还能够为未来的安全监测与管理提供极大的便利，比如及时的发现管道泄露或是被盗等情况。
　　第三，用于环境监测工作。由于无人机航测技术能够快速的获得高分辨率的航空图像，因而能够对环境和水污染等概况进行非常便利的大范围监测。比如，通过无人机航测能够实现对排放污染进行监测；对湿地、海岸线、植被等自然情况进行监测。在实际应用中，已经在水质调查，大气环境监测，固态废物监测等方面发挥了巨大的作用。
　　第四，用于农林分析。无人机航测提供的高分辨率图像，可以为作物分类分析等方面提供详实的资料。不仅如此，在农林用地情况分析，作物识别，水产养殖监测，森林覆盖率监测分析，植被健康分析等方面也有着重要的应用。
　　第五，用于应急响应。由无人机航测的发展历史可以发现，无人机在测绘领域进行广泛应用和发展主要开始于应急救灾等场景。无论在地震救灾还是在水灾，火灾等灾害的应急响应中，无人机航测都发挥了非常重要的作用。甚至在很多时候，测绘无人机是第一个到达现场并进行勘察的设备，这为了解灾情，部署抢险救灾工作提供了非常重要的信息。
　　第六，其他应用方面。如今，无人机航测技术的应用范围越来越广泛，除已经比较成熟的上述领域，还在非常多的领域中发挥了重要的作用。如无人機测绘技术所获得的资料在城市宣传、展会宣传，户外活动、庆典、晚会等方面都已经或是正在发挥着不可替代的作用。
　　4结束语
　　综上所述，无人机航测技术已经成为测绘部门不可或缺的重要手段，且随着经济和技术的发展，无人机航测所获得的数据也会越来越重要，无人机航测技术也必将有着越来越光明的发展前景。
　　基金项目：河南省科技发展计划（182102210598）
　　参考文献：
　　[1]汪宏康.无人机航测在矿山测绘中的运用研究[J].世界有色金属.2018（21）
　　[2]周丹敏，曾家乐.在基层测绘工作中无人机航测技术的应用探析[J].建材与装饰.2017（51）
　　[3]侯中伟，张昭云.无人机航测在矿山测绘中的运用分析[J].世界有色金属.2018（05）
　　（作者单位：1郑州航空工业管理学院；2郑州工程技术学院）
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