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2023无人机遥感技术论文【五篇】

时间:2023-07-07 15:45:04 来源:晨阳文秘网

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下面是小编为大家整理的2023无人机遥感技术论文【五篇】,供大家参考。

无人机遥感技术论文【五篇】

无人机遥感技术论文范文第1篇

[关键词]遥感技术 地质灾害 防治

[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

[1]熊盛青 国土资源遥感技术应用现状与发展趋势[J] 国土资源遥感,2002(01)

[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)

[3]杨桄,刘湘南 遥感影像解译的研究现状和发展趋势[J]. 国土资源遥感,2004(60)

[4]谢慧芬.遥感技术在地质灾害监测和治理中的应用[J] 测绘与空间地理信息,2011 (34)

无人机遥感技术论文范文第2篇

关键词:低空遥感;
农业大数据;
无人机;
农情解析

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

由于无人机遥感技术仍是近年来的新兴技术,若要大规模推广利用仍有许多局限性。无人机自身携带的GPS精度、天气状况、续航时间、通信距离等因素都会影响无人机遥感技术的适用性和实用性。针对单一无人机的作业能力,国内外研究者提出了众多解决方案,但尚未得出一个全面的结论,例如若提高机载设备的监测精度往往又会减低其单次飞行时间。同时,农田间环境千差万别,对无人机的运行也是极大的挑战。在面对复杂天气时,体积小质量轻的优点反而成了劣势,若不能做到随时监测就会降低无人机遥感的可靠性,恶劣条件下通信信号变弱也会影响到低空无人机的运行。国内外无人机遥感研究模型试验的农田范围尚小,缺乏代表性。

无人机遥感技术论文范文第3篇

关键词:低空无人机航摄遥感应用

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.

[3]范承啸,韩俊,熊志军,赵毅。无人机遥感技术现状与应用[J] 测绘科学 2009,34(5):214-215;

无人机遥感技术论文范文第4篇

关键词:
遥感技术 城市规划空间信息

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.

[2] 江涛,张传霞.城市扩展动态变化的遥感研究[J].遥感信息,1999(4).

无人机遥感技术论文范文第5篇

关键词:无人机遥感技术 土地执法 遥感监测

中图分类号:TP79 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2016)06(a)-0009-05

无人机遥感技术较传统的遥感技术而言,是一种低空遥感技术,它是以获取低空高分辨率遥感数据为目标,操作方便、灵活性强、成本较低的一种专业化遥感系统。随着社会经济的快速发展,各行各业对高分辨率的基础地理信息需求越来越大,仅靠以往传统的卫星数据系统获得的遥感信息数据和影像数据已无法满足现实需求。因此,无人机遥感技术作为一种新兴的、低成本、高分辨率、易操作的遥感技术自然受到各行业的追捧。当前,无人机遥感系统广泛运用于土地执法监测,这样有助于监测土地利用情况,并对其进行合理规划和土地资源管理。

1 无人机遥感技术概述

1.1 无人机遥感技术的特点

1.1.1 操作简单

随着无人机技术的不断成熟,其操作也愈显简便化,在使用无人机进行土地执法检查时,可以事先设定好飞行路线,针对空中和地面实际情况,通过校正数据以达到对目标的精确测量;
当无人机出现故障时,其系统可以自动进行诊断,一旦出现故障,无人机可以自行返航到起点,以等待排除故障重新进行测量。

1.1.2 灵活方便

无人机不需要专门的场地进行起飞或降落,使用起来极为方便,可以通过多种方式在山坡、田地等地域进行起飞,并快速到达预定目标进行测量,完成测量任务后可以通过伞降或滑行方式回收。同时,无人机机身重量较轻,体型不大,携带也较为方便。

1.1.3 高分辨率

相比传统航拍技术,无人机遥感技术具有高分辨率获取影像数据的能力,这是无人机遥感技术的最大特点,无人机遥感技术获取影像的空间分辨率最高可以达到厘米级,主要得益于其具备面积覆盖、倾斜成像的技术能力。

1.1.4 低使用和维护成本

日常的维护、保养费用低,作业时的成本不高,正常情况下的支出:系统的直接成本很低,只需要设备的折旧费、人员工资、交通开支等。随着大量实验生产的开展,低空遥感技术已日趋成熟,无人机遥感技术以其机动、灵活、快速的反应能力和运行成本低等优势,正逐步成为航空遥感系统的有力补充,尤其是在小范围的遥感调查中能发挥非常重要的作用。近年来已成为影像数据获取的有效手段之一,能弥补卫星RS的不足。

1.2 无人机遥感的影像处理流程

1.2.1 影像的畸变差纠正

由于无人机遥感系统操作简单、运用灵活,成像分辨率高的特点,便广泛用于航拍领域中。因无人机相机的不同,无人机的类型也不尽相同,大多数情况下无人机遥感系统使用的都是普通相机,其拍摄出来的相片会出现畸变现象,一旦出现畸变,在后期相片数据处理结果上会出现误差,为了保障数据的真实准确性,都会事先纠正影像畸变,常见的处理方式有消除主点偏移、旋转影像等。

1.2.2 影像的三角测量

无人机遥感系统在低空进行航拍时会自动完成影像的三角测量,传统影像的选点和转点工作是由人工完成的,其效率较低,而无人机遥感技术能够自动完成选点和转点工作,工作效率大大提高。同时,影像中的各个坐标也是自动获取的,其坐标系中密点位置及参数也是自动形成。

1.3 无人机遥感系统简介

无人机遥感系统分为空中控制、地面控制以及数据处理系统,空中控制系统主要包括无人机机身、影像获取系统、控制飞行的动力系统等;
地面控制系统主要包括无线通信系统及接收系统等,以对无人机进行航线规划及飞行控制。数据处理系统主要是影像数据处理软件。目前无人机遥感系统在国土遥感应用、能源遥感应用、林业遥感应用和农业遥感应用等领域得到了广泛推广,具体无人机航测遥感系统如图1所示。

民用无人机通常分为固定翼无人机、无人直升机和多旋翼无人机这3个种类。固定翼无人机是多数民用无人机的主流平台,这种飞行器的发展趋势主要向微型化和长航时发展,当前微型化的无人飞机大小只有巴掌大,长航时无人机能飞行时间大约10小时,起飞的方式也多种多样,有弹射、滑行、车载等等,降落的方式也可以选择伞降、滑行和撞网都可以;
无人直升机是灵活性最强的无人机平台,可以原地垂直起飞和悬停;
多旋翼(多轴)无人机是消费级和部分民用用途的首选平台,灵活性介于固定翼和直升机中间(起降需要推力),但操纵简单、成本较低。

2 无人机遥感技术在土地执法工作中的运用

土地执法是指县级以上人民政府国土资源行政主管部门按照法定程序和方式,依据该行政区域内土地管理法律和法规,通过遥感监测、动态巡查、地理信息系统等技术手段掌握该行政区域的新增建设用地和耕地保护情况,起到发现、制止并监督查处违法用地行为。具体体现在土地卫片执法检查的应用、土地管理动态巡查监测、违法土地案件整改情况监测和耕地保护的日常监测等方面的工作。

2.1 土地卫片执法检查的应用

国土资源部在2010年颁布了15号令,并且在全国开展了土地卫片执法检查工作,土地卫片执法检查是指通过卫星遥感监测、地理信息系统等技术手段对一个地区的土地利用情况进行监测,制成遥感影像图,将同一地域前后两个不同时点的遥感影像图进行叠加对比,可以反映出该地域土地利用的地表变化情况。通过对卫片监测所反映土地利用情况发生变化的地块逐一核查,掌握该行政区域的新增建设用地情况,发现、制止并查处违法用地行为。这几年持续的土地卫片执法工作使得湖南土地管理和土地合理利用得到了进一步改善;
个人、企业及各地政府依法使用土地的意识有所提高;
土地市场秩序有所好转,但是由于卫星影像是全国统一时点获取,获取时间是在土地卫片执法开展前一年的8月份,所以在开展土地卫片执法时,较发达地区的影像和实地有较大的差别;
另外有的地区的卫星影像分辨率不高,影像的清晰度不够,因此,较发达地区的国土资源局为了加强对土地利用情况监督,有效遏制土地违法使用行为,进一步规范土地管理,采取无人机航拍监测方式对该地域进行土地监测。以2015年湖南省岳阳市土地卫片执法检查工作为例,2015年4月,岳阳市国土资源局获得了国家下发的2014年8月的2M分辨率彩色卫星影像,但是由于得到的卫星影像部分区域出现被云层,薄雾遮挡,清晰度不够,并且卫片执法开展时间和卫片拍摄时间相差半年,为了保证该市土地卫片执法检查工作的科学性和准确性,政府部门采用了无人机遥感技术对该市区进行航拍取像。在无人机机型中,固定翼无人机是飞行速度最快,续航能力最强的机型,因此,政府部门选用了IRSA(中遥)Ⅱ固定翼无人机,佳能HF M52相机进行航拍,拍摄的航片影像的分辨率为0.2 m,从线路规划、无人机飞行、航片的快速处理(如图2)和影像的建设用地解译等全部工作共用了15天顺利完成。

2.2 土地管理动态巡查监测

近年来,由于土地经济市场繁荣,从而导致违法占用土地、违法建设现象时有发生,基层执法部门任务繁重,在日常巡查过程中,由于受地域条件等因素制约,巡查工作有一定困难,存在对违法用地发现率低、发现不及时等弊端。“无人机航拍监测具有灵活机动、精细准确等特点,不受地形地貌等因素干扰,能够获得准确的视频和高精度的图片,确保不留盲区和死角,实现对辖区范围的全覆盖。土地执法部门通过无人机对该区域土地进行动态巡查监测,可以全面有效地了解该区域违法用地、违法建筑的情况。通过对制定区域进行无人机监测,对比同一区域前后不同时间点的影像数据资料,利用对比软件设备进行解译,最终为执法部门的执法行为提供数据来源。笔者所在的长沙市国土资源局在开展土地执法的动态巡查工作中,对涉及的违法用地进行了执法检查,对部分违法情况不清楚的地方或者某区域可能存在违法用地行为的,采用了无人机遥感技术对其进行拍摄,对土地监察动态进行定点巡查,其期限通常为3个月,为了保证航拍影像质量,航拍效率,使用了高质量、高安全性的无人机遥感技术。从而取得清晰的遥感监测图斑。图3为岳阳市某广场的影像对比图,由于2012年的卫星影像分辨率太低,无法有效辨认影像中的一些信息,无法为违法占用土地立案工作提供有力的依据,2013年是用无人机航拍,无人机是运用zc-5型,长2.1 m、翼展2.6 m,可以抵抗五级左右大风,飞行范围一般在2 000 km2,配置相机是佳能5D Mark Ⅱ、24 mm定焦镜头。在最终形成的清晰航片影像中,可以发现分辨率较高,建设面积和类型非常明显。

2.3 违法土地案件整改情况监测

在土地执法工作中,许多违法占用土地、违法建设案件被发现和查处整改,而土地执法部门在对违法占用土地查处整改情况进行现场调查取证时,如果用常规全站仪实地野外数据采集方法成图,作业量大,耗费时间长,成本高(每平方公里的费用达到8~15万元),且不宜大面积开展,不仅给土地执法工作带来不便,也严重影响了遏制违法占用土地的行为。相比野外实测,无人机航测具有周期短、效率高和成本低等特点,对于面积较小的大比例尺土地测量任务受天气和空域管理的限制较少,成本较低。而将无人机遥感系统进行工程化、实用化开发,则可利用它机动、快速、经济等优势,在阴天、轻雾天也能获取合格的彩色影像,从而将大量的野外工作转入内业,保证违法土地整改查处情况监测的高效性。所以越来越多的国土资源局通过使用无人机遥感技术对违法占用土地面积较大和集中的区域进行航拍摄像,更直观和快捷地了解该区域的实际查处整改情况,而基于无人机机动性能强、不受场地情况限制,并且携带方便,执法部门可以充分利用无人机对违法占用土地进行监测摄像,实时记录土地违法案件的整改情况。

2.4 耕地保护的日常监测

耕地保护是加快经济发展方式转变的根本要求,在2015年1月视频会议作出重要批示,批示指出我国人多地少,任何时候都要守住耕地红线,守住基本农田红线。要坚持数量与质量并重,严格划定永久基本农田,既要明确其特殊用地政策,又要严格规范用地管理,加强监测督察,对土地违法违规问题动真碰硬、重点问责。这对土地执法的工作有了很高的要求,为了认真落实耕地保护,一些政府对于耕地较集中,耕种条件较好的区域开展了无人机遥感的定期巡查。比如常德市政府今年计划对该市区拨款150万元,运用无人机,分辨率为0.5 m的遥感技术,隔两三个月拍一次重点基本农田的保护区,以第一次作为基础,如果地面上有变化,比如耕地变成建设用地,或者耕地变成其他地类而引起耕地被破坏,这样就可以清楚地在内业处理后的航片影像中发现,常德市计划通过此项工作来开展对重点基本农田保护区的监测和耕地保护的高技术、高效率的推广工作。

3 无人机遥感技术可能存在的问题

无人机遥感技术作为一种低空航拍影像数据采集的主要方式,其灵活机动、续航时间较长、影像收集实时等优点,已成为卫星遥感系统的有效补充,而随着社会的不断发展,无人机遥感技术的运用将更加广泛,然而,基于无人机自身的限制,还需要不断完善无人机系统,以确保无人机遥感技术的稳定性和抗风险性。

3.1 抗风险能力有待提高

无人机机身较轻,由行高度低,容易受到风速影响,但为了提高无人机的抗风险性,通常情况下都是采取增加无人机机身重量,但是无人机承担量小,如果增加机身重量,其稳定性会下降。因此,如何在机身较低或不增加重量的情况下,通过改善无人机遥感技术来提高无人机系统的稳定性和抗风险性,保证无人机飞行安全是当前无人机遥感技术需要解决的重要问题。

3.2 拍摄范围不大

由于是低空飞行,一个架次拍摄的范围较小,并且体积不大,续航时间较短,一般只能飞行几个小时到十几个小时,仅适用于小范围区域的调查,对于大面积区域的全天候调查,需要配合大飞机、卫星影像数据开展调查。

3.3 遥感数据的后处理技术

当前使用的无人机遥感摄像设备是一种小型的数字相机,与传统的卫星摄像系统相比,其摄像数据太多,影像篇幅小,从而导致后期数据处理时间较长,因此,针对这类问题,应开发影像自动识别和拼接软件,提供影像数据处理效率,节省数据处理时间。

4 结语

当前,与传统航空遥感系统相比,无人机遥感技术具有更大的灵活性,使用便利,并且摄像时间短、影像分辨率高,弥补了传统航空遥感系统的不足,从而被广泛运用于土地执法监测领域。通过无人机遥感技术获取的高分辨率影像,对各类地物信息进行提取,可以有效提供土地利用情况的准确数据。然而,无人机遥感技术作为卫星遥感系统的补充,多运用于一般的小范围区域地形图绘制,加之无人机自身的一些不足和限制,无法满足大范围监测需求,因此,改进无人机系统质量,提高系统稳定性和抗风险性,改进遥感数据的处理技术等,是下一步无人机遥感技术发展完善的一个方向。

参考文献

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