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无人机遥感技术范文1
一、我国的干旱状况及干旱预警机制
(一)我国干旱现状
我国是一个严重干旱缺水的农业大国。很多省份的人均水资源量低于500立方米。我国人均水资源占有量在世界银行统计的153个国家中仅排第88位。水资源分布也很不平衡,长江流域及其以南地区,面积只占全国的36.5%,但水资源量却占全国的81%;其以北地区,面积占全国的63.5%,但水资源量仅占19%,所以水资源短缺是我国面临的严峻问题。并且我国的农业生产几乎全部依靠灌溉,因此发展安全节约高效的精准农业是我国农业发展的一个目标。
(二)我国干旱预警机制
我国干旱预警主要是通过国家各级人民政府抗旱防汛指挥部负责管理。依据国家的相关法律法规、农牧业、水利、气象等部门向同级人民政府递交干旱监测、预测预警决策信息,政府部门根据干旱灾害的严重程度启动不同的预警应急预案,不同部门之间开展的常规干旱监测、预警评估业务信息,供内部业务使用或通过授权的媒体上。所以我们一般得到的天气及干旱情况是比较笼统的大范围的天气状况。但是现在的精准农业上的需要的则是应比较详细的、精准的。同时由于地理环境以及土壤环境的差异即使在同一块土地中不同部分的土壤含水量也会出现差异,更重要的是我国的地理环境比较复杂,想要准确的监测土壤湿度就更难了。
二、无人机在旱情监测上的应用
通过发展安全高效节约的精准化农业是农业现代化的重要标志,也是我国发展农业的一个目标。无人机已经成为一种新型的信息获取途径,在农业现代化的建设进程中,其在精准农业发展中占有的地位会越来越重要,尤其是在农业旱情监测以及农业灌溉上的应用。
(一)无人机遥感技术
传统遥感技术一般采用卫星和大型飞机作为遥感平台,进行大面积观测并获得丰富的综合性数据。但是,传统遥感在小时空尺度的数据采集分析上存在分辨率不足的问题。如果采用小型无人机作为低成本的新型遥感平台,就很好的弥补了传统遥感的缺陷,在局部遥感和应急监测方面会取得巨大的成功。
无人机遥感技术要求搭载的仪器所占空间小、重量轻、抗震性优良。光学遥感技术具有所占空间小、时间短、成像简单、费用少等一系列优点。无人机通过搭载有合成的多功能探测器,以近红外光作为遥感测量的手段,采集多波段光谱数据,依靠地面的操作站对无人机实施操控。
(二)土壤湿度监测与土地灌溉
土壤的含水量是农作物生长的重要指标,农作物的生长都有适宜的土壤湿度范围,在现代的农业生产中我们往往需要及时的了解大面积农田的土壤湿度。传统的土壤水分测量方法有:种子散射法、重力土壤采样法、张力计法、土壤蒸渗法和土壤电阻法。但是这些方法采样时间长且是点数据,不能满足大面积空间、长期的土壤湿度动态要求,没有显著的代表性。微波遥感技术就可以很好解决这些问题,微波遥感监测土壤水分的基础是土壤的介电特性与水分含量间的密切关系,因为土壤的介电常数受水的影响很大。无人机通过搭载遥感设备,对收集到的土壤反射回的微波图像数据进行综合分析,和建立的模型进行对比得到具体的土壤湿度含量,并且可以对图像模糊的区域通过自动或人工对无人机实时进行任务设定、航线调整进行重新的观测。可以更加全面的对土壤进行监测,然后将再次传回的数据与图像进行数据处理分析,得到更加具体的土壤湿度。
农业灌溉是农业生产中最基本的问题,作为下一个严重缺水的国家,发展现代农业是我国农业建设的首要任务。节水灌溉技术在广义上是指相对于传统灌溉技术更加能节约、高效用水的灌溉方法,措施和制度的总称。狭义上是指以现代农业作为前提,根据地域性和作物生长规律的不同,以实现农业产量最高和生态效益最好为目标而进行的水资源开发和灌溉技术的总称。
合理高效的农田灌溉,是保证作物生长和节约用水的基本准则。现代农业中常采用的节水灌溉技术有沟灌、喷灌、滴灌等技术。我们通过得到的不同的土壤湿度对灌溉进行合理的安排,这样既能保证作物产量又能达到节约用水的目的。
三、结语
现代农业的快速发展对农业航空的需求日益增长,决定了农用无人机必定成为农业生产操作的主要力量之一。随着无人机遥感技术的不断发展及其在农业上的应用,为现代的精准化农业的发展提供了更为有利的技术支持,其不仅可以应用在土壤湿度的监测和农业灌溉上,还可以应用在其他农业的信息采集上,对农业生产进行实时监测,从而将农业生产的风险降到最低,保证农业产量,加快推进我国的农业精准化建设。
参考文献:
[1]高占义.中国的灌溉发展及其作用[J].水利经济,2006,24(1):36-39.
[2]朱平.区域水资源预警方法研究[D].扬州大学,2007.
[3]于宝珠.旱情风险评价模型及其预警机制的研究[D].东北农业大学,2012.
无人机遥感技术范文2
关键词:无人机遥感技术;智慧苗圃;数据采集
中图分类号:TU986
文献标志码:A
文章编号:1671-2641(2017)03-0078-04
收稿日期:2017-04-11
修回日期:2017-05-17
Abstract: Seedlings constitute the core material basis of landscaping.The construction level of garden nursery may directly affect the development and construction of landscaping. This study adopts a method of low altitude scanning by unmanned aerial vehicle with laser radar to manually measure single seedling. We take aerial photos of three nurseries (Nantang, Nanxiang and Xiaku in Sihui City) and extract information including distribution, scope and coordinates, height and crown size of earch tree. The results show that the aerial photos taken from unmanned aerial vehicle would be more intuitive and efficient to complete survey data collection and realize nursery information management.
Key words: Unmanned aerial vehicle (UAV) remote sensing; Wisdom nursery; Data acquisition
引言
苗木是@林绿化建设的物质基础,园林苗圃是繁殖和培育苗木的基地,是供应城市绿化用苗的后勤部[1]。我国苗圃的经营管理存在管理体制、国家投入、人才等诸多方面不完善的问题,同时信息化建设还相对薄弱,造成苗圃的大面亏损[2]。按照国家信息化建设的推进和林业改革发展战略,采用新技术推进我国苗圃的管理水平和建设水平显得日益重要。
无人机遥感技术,是可应用于多领域的新信息技术。从数据获取、数据处理、与实测数据对比、分析试验数据误差、寻找试验误差原因的全过程来看,无人机在林业调查中的应用可行性高[3],樊江川对无人机航空摄影测树技术进行研究,结果表明通过无人机航空摄影测树木的主要特征参数精度符合森林资源调查的精度要求[4],且个别方面优于传统林业实地调查方法,使用无人机系统创建森林树冠和高度模型[5],从多维空间的图像可看到森林物种分类和健康情况[6],估算森林树冠和树高的变化[7]等领域发挥关键的作用,利用无人机空中三维激光扫描结合数字摄影的方法,将是提高植被茂密实景模型精度的有效手段[8],但采用无人机遥感技术来提取园林苗圃信息及信息化管理的研究未见报道。
本研究是通过苗圃低空遥感及实地人工调查相结合的方法,利用无人机载激光雷达遥感技术,扫描样地苗木,通过单木分割,提取苗木的一系列特征参数,比较分析无人机遥感测量和人工测量的数据丰富度及工作效率优劣,为建设智慧苗圃的高效节约管理平台、实现智慧苗圃的信息化管理提供技术支撑。
1材料与方法
1.1主要仪器设备
本研究基于无人机遥感技术,应用Li-Air 无人机激光雷达扫描系统,集成激光雷达扫描单元、小型化组合导航系统。无人机续航时间为25 min,巡航半径2 km,巡航速度为8 m/s,航程为5 km;激光雷达单元的测距精度为2 cm,激光器数16,激光波长905 nm,水平视野360°,垂直视野-15°~+15°,扫描频率10 Hz。
1.2实验方法
通过与传统人工测量计算方式的对比,分析人工及无人机激光雷达系统在获取苗木特征参数中效率和成本的优劣势。具体实验方法如下:
1)在天气晴好的条件下,在四会南塘、南乡和下堀的3个苗圃,分别取1个大样地进行无人机激光雷达扫描,样地大小为300 m×50 m,再在每个大样地中取3个小样方,样方的大小为20 m×20 m,同一个大样地中,沿直线每隔100 m取1个小样方,进行人工每木测量,获得苗圃内苗木的数量、高度、冠幅、胸径等参数。同时记录每个样方的测量的耗时和人工。
2)利用多旋翼无人机搭载激光雷达系统,对3个苗圃的大样地进行低空激光扫描,获得空间点云数据,经过数据处理,得到苗圃内苗木的数量、高度、冠幅等参数,同时记录无人机飞行架次和操作人工数。
无人机遥感技术范文3
关键词:无人机遥感测绘技术;工程测绘;应用
工程测绘结果和后续工程建设有着密切的关系,在工程建设的过程中,只要最终测绘结果具备真实性和准确性的特征,才可以保证后续工程的有序进行,但是在传统测绘工作中不仅会浪费大量的人力和物力,最终的工作效果也无法得到有效提升,因此需要充分的发挥无人机遥感测绘技术优势来进行清晰的成像,凸显科学性和高效率的工作优势,提高现代工程测绘发展水平。
一、无人机遥感测绘技术的优势
(一)安全性和可靠性
在无人机遥感测绘技术应用的过程中,安全性和可靠性的特征是比较明显的,并且这也是无人机遥感测绘技术的一大优势。在我国科学技术发展的这一大背景下,无人机遥感技术得到了广泛的运用,并且在多项研究中充分的发挥这项遥感技术的优势,从而给实际工作起来一个重要的支撑和引导作用。在遥感技术的作用下,无人机能够进行科学性的控制和数据的搜集,将无人机遥感技术和图像摄影进行相互的融合,搭建一体化的平台,从而提高实际测绘的效果以及质量[1]。另外在实际应用的过程中,由于无人机无需驾驶员就可以在空中飞行,也不需要工作人员进行实际的监督以及管理,这在一定程度上保证了工程测绘的整个工作过程是非常安全和可靠的,使得最终测绘的精准性能够得到最大程度的保障。
(二)灵活性
在运用无人机遥感测绘技术进行工程测绘的过程中,可以根据实际工作需求和工作要求对高程进行精准性的确定。无人机有着较低的飞行速度,在实际应用的过程中能够使得最终的测绘效果得到有效的改善,在应用时由于无人机的质量是比较轻的,灵活性较强,所以工作人员可以根据实际工作情况选择多种多样的起降方式。无论是设备的安装还是具体的测绘过程,都是非常简单的,因此在工程测绘项目中无人机遥感测绘技术的应用非常广泛[2]。一些工程如果测绘地点是非常偏僻而复杂的,那么可以运用小型的无人机来进行日常的测绘工作,最终所获得的数据也是非常精准和可靠性的,极大的便利了工作人员的日常工作过程,降低了实际工作的难度。
(三)处理费用较少
对于无人机遥感测绘技术来说,相比于普通的航拍飞机,整个控制系统是非常简便的,并且整个工程投入的成本较少,是普通航拍飞机的1/5 。技术人员在实际测绘的过程中只需要通过遥感系统就可以对无人机进行灵活性的操作,对于无人机的材料来说一般都是碳纤维的复合材料,这种材料的质量较轻,在后期保养的过程中非常的简单。无人机遥感技术作为一种新兴的技术,能够具备科学而高效率的图像处理效果,在对数据进行处理的过程中,对于硬件配套设施来说没有较高的要求,所以运用无人机遥感技术来进行数据处理和收集,会比普通航拍飞机更加的便捷和高效,因此在工程测绘中得到了广泛的应用。
(四)精准性的成像
无人机测绘技术的成像是非常精准性的,最主要是由于无人机的数码成像设备精准度较高,并且也是我国当前型号较新的设备,无人机摄影成像可以从多个角度来确定水平角度和倾斜角度,运用不同的方式来进行工程的测绘[3]。另外利用无人机遥感测绘技术进行工程数据测量时,可以从不同的角度和不同的尺度来进行拍摄和摄像,也可以有效的解决存在于传统测绘工作中遮挡问题的发生,使得最终测绘数据的精准度得到有效的提高,这也是传统测绘工作中无法达到的工作效果。
二、无人机遥感测绘技术在工程测绘中的应用
(一)影像资料的获取
在工程测绘中运用无人机遥感技术时,可以对整个工程测绘项目进行数据的科学性管理,工作人员需要对飞行平台的数据进行认真的选取,保证整个工作的有效性和科学性。另外还需要根据工程所在的地区进行地形地貌结构的确定,保证影像资料能够获得精准性的数据,与实际工程需求工作要求相符合。工作人员要根据无人机飞行员篇讲来对图像进行科学性的调整,这样一来可以更加便捷性的获取相关的影像资料。在空中三角测绘技术的作用下,可以使整个摄像过程变得更加简单,并且还可以及时的发现在测绘工作中存在的偏差,在最短时间内提出有效的纠正方案,保证测绘数据的完整性和科学性。值得注意的是,在利用无人机遥感测绘技术时,可以实现全方位的优质性测量管理效果,为后续施工奠定坚实的基础。因此相关工作人员需要充分认识到无人机遥感测绘技术的优势,保证实际工作的有序进行。另外技术人员还需要对相关参数进行有效的控制,特别是要控制好曝光延迟的时间,这样一来可以更加完整性的进行转弯的缓冲,加强对无人机飞行姿势的有效控制,使得无人机遥感测绘技术的水平得到有效提升,实现全面的升级。
(二)工程测绘数据的获取
在应用无人机遥感测绘技术时,需要加强对相关测绘数据的有效搜集,工作人员可以通过手动或者自动的方式进行数据的优化性设计和处理,实现科学化的工作效果。在对数据进行处理时需要进行数值的优化性处理,保证无人机遥感测绘技术的优势,在实际工作中需要将一些不合格的数据参数进行科学的筛选,促进测绘准确性的提升。另外还需要建立系统化的信息处理机制,从而使得测绘信息水平能够得到有效提高,方便工作人员进行后期的处理和加工。在对测位结果进行管理和控制时,技术人员也要加强对定向操作的重视程度,运用联合机制的思路达到最优质的测绘效果,保证数据的完整性。除此之外,还需要利用无人机遥感测绘技术实现工程项目航线的有效处理,对航线进行准确性的整合,从而使得整个工程操作能够具备完整性和真实性的特征,使得所获得到的数据能够满足工程测绘的需求以及要求。
(三)低空作业中的应用
在进行低空作业时,无人机遥感测绘技术能够对云层和不稳定性的结构进行科学性的处理,保证最终影像资料获取具有真实性的特征。在资源环境监测和城市建设测绘工作中,无人机遥感测绘技术不仅可以使成像系统的质量得到有效的提升,还有助于使数据处理效果能够达到预期的状态以及标准。
结束语:
在当前时代下,无人机遥感测绘技术在工程测绘中的应用价值是非常高的,工作人员需要提高自身工作素质以及工作能力,加强对无人机遥感测绘技术应用的重视程度,以提升实际测绘工作效率和质量为主对测绘结果进行有效的优化,从而为后续工程建设提供重要的信息支撑和数据的保证。
参考文献
[1]吴侠.浅析无人机遥感测绘技术在工程测绘中的应用[J].世界有色金属,2019 (17 ):297-298.
无人机遥感技术范文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
无人机遥感技术范文5
【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).
无人机遥感技术范文6
关键词:CORS无人机遥感技术
中图分类号:P231 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)07(b)-0000-00
在高速发展的信息时代,如何快速获取地理空间数据已经成为研究的热点。相对于传统的测量方法,以人造卫星、大飞机等为平台的航天航空摄影测量已经广泛应用,但是受气候、天气、机场等因素影响巨大,尤其是在广西,全年的有效作业时间少,即使是利用卫星进行摄影测量,周期也比较长,无法满足影像应急需求。而运用无人机作为平台的低空遥感方法机动灵活,受外界因素的制约较小,能快速获取空间遥感信息,完成遥感数据处理、建模和应用分析。同时无人机遥感具有成本低、机动灵活、高时效、高分辨率等优点,是传统卫星遥感和航摄的重要补充。而将CORS系统和无人机低空遥感技术进行结合,为提高无人机遥感精度和后期数据处理中提供了更好的保障。
1试验区概况
此次实验区位于南宁市郊区北面,面积约80亩,准备进行规划建设。片区是已经进行过土地平整的耕地片区,地形起伏不大,有一条近5米的河流沿地块西面、北面和东面流过,地块四周周边回填造路,路面宽约3米,道路同时又是防洪堤坝,以防河流涨水时对片区内经济作物造成影响。测区内有菜地、果园、鱼塘和管理用房等。为协助业主合理规划试验区的土地,合理调整土地利用结构、提高土地集约利用效率,决定利用最高效的方式对试验区开展航拍,获取试验区高分辨率影像。
2 CORS和无人机遥感技术特点
2.1 CORS系统
CORS系统,即利用多基站网络RTK技术建立的连续运行卫星定位服务综合系统(Continuous Operational Reference System,缩写为CORS)。具体指利用地面布设的一个或多个基准站组成GPS连续运行参考站,综合利用各个基站的观测信息,通过建立精确的误差修正模型,通过实时发送RTCM差分改正数,修正用户的观测值精度,在更大范围内实现移动用户的高精度导航定位服务。广西连续运行参考站系统(以下简称:GXCORS)是利用现代卫星定位、计算机网络、数字通讯等技术进行多方位、高深度集成的先进测量系统。它可以全自动、全天候、实时提供网络覆盖区域的高精度三维坐标和时间信息,是广西全区实现自治区现代化管理、城市现代化管理、数字广西建设、数字城市建设等不可缺少的重要组成部分。GXCORS的建成是以GPS 全球卫星定位系统观测技术为主,并能兼容GLONASS系统,满足广西全区基础测绘、国土规划、土地管理、工程建设、形变监测、交通监控、港口管理、公共安全等方面对定位导航服务的需要。试验区坐落在GXCORS服务区域内,此次是利用GXCORS定位服务功能进行试验区内像控制点坐标数据采集。
2.2无人机低空遥感技术
无人机低空遥感技术,则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、专用化等作业特点,快速获取空间遥感信息,完成遥感数据处理、建模和应用分析的应用技术。
此次实验采用的无人机设备是大疆精灵2代,其通过陀螺仪、加速计、GPS 位置、方向传感器、高度传感器等进行姿态检测和控制,有效稳定了飞行姿态。利用3轴云台搭载小相机,可控制俯仰和滚转的相机云台带陀螺自稳功能,能够进行低空影像拍摄。
3 CORS和无人机结合作业流程
将CORS系统和无人机遥感技术进行结合,作为一种便捷的获取高分辨率影像的技术方法,具体操作方法流程有以下方面。
3.1 实验区域的原始影像获取
选择实验区域内适合起飞的较平坦的地方作为无人机起飞降落的大本营,基于谷歌地图对试验区域进行区域分析,并结合区域内地形及航飞范围进行航线规划。由于此次试验区地处郊区农村,范围较小,在谷歌地图上没有缩略图可以利用,因此根据测区情况,首先进行了两次试飞,两次的航线在系统中形成后才对整个试验区进行进一步的航线规划,此次试验规划航线数10条,每条航线30张影像。由于试验区范围形状不规则,而且周边有河流,为了保证无人机安全,对试验区采用了不规则航线规划设计,保证试验区内100%航摄覆盖。测区是农作区,不涉及到人员的安全问题。
3.2 摄区内像控点坐标采集及处理
根据试验区大小和地形特点,同时根据像控点分布的要求,该项目利用GXCORS系统进行试验区像控点采集。仪器采用海星达IRTK2S三星双频GPS流动站一套。首先,建立项目和坐标系统管理,坐标系统采用国家2000大地坐标系,投影为中央子午线108度三度带高斯投影,高程采用1956黄海高程系统。用蓝牙技术连接手簿和接收机,通过GPRS接入GXCORS。RTK采样间隔为1秒,每个点观测历元不少于10个。在像控点测量前,对测区附近的高等级控制点进行检测,平面和高程较差均满足要求。
像控点选择实验区内明显的屋顶角点、道路交叉口和田埂交叉点,实测这些特征点的精确坐标及高程,选择其中20个作为影像纠正控制点,50个作为检查点。整个项目的航飞及像控采集所用时间约为1.5小时,采集时间段为上午8点半至10点。测图线划图效果如图2所示。
3.3 影像处理
数据处理软件是Pix4D,Pix4D是集全自动、快速、专业精度为一体的无人机数据和航空影像处理软件。无需人工干预,即可将数千张影像快速制作成专业的精确的二维地图和三维模型。Pix4D数据处理流程如图1所示。
图1Pix4D软件作业流程图
影像处理分两步进行,首先是影像粗校正,主要是利用数据处理软件对原始影像进行初步拼接和正射处理,得到粗校正影像,同时可以检查航拍相片是否齐全可用;其次,利用采集的像控点坐标对影像进行进一步纠正,对精纠正影像进行重采样得到具有正确坐标的高精度影像。
最终输出的成果有数字表面模型及正射影像,栅格数字表面模型(DSM)最终保存为GEOTIFF文件,可选择生成合并瓦片形式,即生成一个融合的大文件,也可以生成分块的瓦片形式。正射影像图可以生成GeoTiff格式。正射影像成果如图3所示。
图2 线划图局部成图 图3局部正射影像
软件最终还提供生成谷歌地图瓦片和KML文件,瓦片和LML文件可以在GoogleMaps中显示生成的影像。
软件最终还生成三维模型成果,用正射影像、DSM生成OBJ格式文件。(在三维建模时使用,可以在3DMAX中打开)三维效果如图4所示。
图4 三维地表模型
4 结语
无人机的航摄规模、精度以及其作业模式非常适合较小区域,其成果与传统的航摄成果相比较,具有分辨率高、作业效率高、周期短、轻便灵活、突破云雾天气影响等优势,采用先进的处理软件对采集的数据进行处理,成果更加丰富、直观。结合GXCORS进行作业,充分利用CORS具有连续运行、坐标统一、高精度、覆盖广和不受天气影响等特点,CORS辅助采集地面控制点有效弥补无人机硬件设备的缺陷引起的位置精度不足,为后期数据精纠正处理提供精准的像控点坐标。实验区的数据采集到最终成果生成仅用了一天半时间,相对以往的航空摄影测量效率有很大的提高。
参考文献
[1] 连蓉.四旋翼无人机影像获取及DOM 生产研究[J].地理空间信息,2014(1):80-83,10.
[2] 鲁恒,李永树,何敬,等.无人机低空遥感影像数据的获取与处理[J].测绘工程,2011(1):51-54.