我國無(wú)人機參與災害應急監測的速度與力度，在4·20四川省雅安市蘆山縣7.0級強震一個(gè)月之后依然令人印象深刻：民政部國家減災中心在地震后30分鐘之內啟動(dòng)重大自然災害無(wú)人機應急合作機制，成立無(wú)人機遙感監測工作組；北京、西安2支無(wú)人機隊伍當日入川，與四川省測繪地理信息局派出的5支無(wú)人機隊伍分頭執行低空遙感測繪任務(wù)，第一時(shí)間獲取了大量高清晰災后影像數據，為救援決策提供了有力支撐。
不僅是災害應急監測，近年來(lái)，以小、快、靈見(jiàn)長(cháng)的我國遙感測繪無(wú)人機突破了發(fā)動(dòng)機、飛行控制系統等一系列技術(shù)瓶頸，在低空遙感測繪領(lǐng)域取得長(cháng)足發(fā)展，日益成為國土測繪以及農林、水利、環(huán)境監測等方面不可替代的尖兵。
突破多項技術(shù)瓶頸
我國無(wú)人機遙感測繪技術(shù)在2008年汶川地震時(shí)還不是很成熟。2009年國家測繪地理信息局提出大力發(fā)展無(wú)人機低空遙感技術(shù)，3年多來(lái)該項技術(shù)取得較快發(fā)展并逐漸成熟。目前，我國無(wú)人機在發(fā)動(dòng)機、飛行控制系統方面已取得多項技術(shù)突破。
無(wú)人機畢竟屬于小型飛機，想要載荷帶得多，又能飛得時(shí)間長(cháng)，發(fā)動(dòng)機及飛行控制系統無(wú)疑是關(guān)鍵。記者日前從集產(chǎn)學(xué)研于一體的無(wú)人機生產(chǎn)企業(yè)北京天下圖公司獲悉，一般情況下我國測繪無(wú)人機可飛2-4小時(shí)。經(jīng)過(guò)技術(shù)攻關(guān)，去年7月我國測繪無(wú)人機發(fā)動(dòng)機獲得較大改進(jìn)，百公里油耗從2.3升降至0.9升左右；同時(shí)，由于長(cháng)航時(shí)無(wú)人機多面對高原和大海，飛機火花塞容易受低溫及水汽影響進(jìn)而影響發(fā)動(dòng)機正常點(diǎn)火，科研人員在發(fā)動(dòng)機進(jìn)口處加裝了防霧除冰裝置，解決了這一難題；電源方面，將一般電池改為電源管理器，并在內部結構不變的前提下最大限度地減輕了電源管理器重量；無(wú)人機采用的機體材料，則由2008年汶川地震時(shí)的玻璃鋼變成了碳纖維；在發(fā)動(dòng)機性能提升及飛機總體重量減輕又不影響正常性能的基礎上，無(wú)人機翼展獲得增加，飛行控制系統進(jìn)一步改進(jìn)，無(wú)人機飛行姿態(tài)改變從原來(lái)的每秒鐘幾次提升至每秒鐘30次。
業(yè)內專(zhuān)家表示，通過(guò)一系列技術(shù)改進(jìn)，目前我國測繪無(wú)人機在機型不變的情況下持續飛行時(shí)間可達13小時(shí)，并仍可保持高精度。去年“十·一”期間，我國長(cháng)航時(shí)無(wú)人機圓滿(mǎn)完成了對釣魚(yú)島的地理信息測繪任務(wù)。同時(shí)，由于飛行控制系統包括GPS導航系統及機體復合材料技術(shù)的改進(jìn)，測繪無(wú)人機已經(jīng)可以在四川、西藏等高海拔地區及惡劣天氣下飛行，飛行高度最高可達6000米，并可在黑龍江五大連池-40℃氣候條件下飛行，地面監控站監控半徑則從原來(lái)的50公里提高到目前的300公里。
小快靈優(yōu)勢凸顯
業(yè)內專(zhuān)家表示，目前無(wú)人機搭載傳感器進(jìn)行低空遙感測繪已被廣泛認可，需求旺盛；同時(shí)，相比其他遙感數據獲取方式，測繪無(wú)人機擁有不可替代的優(yōu)勢，特別是小、快、靈優(yōu)勢突出。
作為小型飛機，固定翼測繪無(wú)人機翼展一般不超過(guò)3米，拆卸較為方便，易于攜帶運輸。在項目執行過(guò)程中，只需要將拆卸后的無(wú)人機設備放到普通的小貨車(chē)中，就可以把操作人員和所有設備同時(shí)運送到目的地。此外，傳統的測繪無(wú)人機起飛方式一般是滑起，需要一段30-50米相對水平的跑道才能起飛。而隨著(zhù)新設備的引入，場(chǎng)地已經(jīng)不再是無(wú)人機起降的阻礙。
此外，與普通航空攝像相比，無(wú)人機更顯機動(dòng)靈活。據了解，測繪無(wú)人機多執行100-1000米的低空飛行，且其搭載的相機多采用定焦鏡頭，可獲得高達0.05米分辨率的影像，比衛星影像精度更高。而無(wú)人機每次飛行所需要的影像分辨率都可由飛行高度決定，只需要在飛行前設計好航線(xiàn)、確定好飛行高度即可。
業(yè)內專(zhuān)家表示，作為遙感測繪領(lǐng)域的尖兵，無(wú)人機比衛星遙感及大飛機航攝擁有更多優(yōu)勢。近年來(lái)，衛星遙感影像作為矢量地圖的補充受到普遍歡迎，但在專(zhuān)業(yè)地理信息應用領(lǐng)域，衛星遙感影像卻存在著(zhù)數據獲取能力不足、現勢性差、回訪(fǎng)慢等硬傷。而傳統大飛機航攝雖然比衛星遙感更加靈活，影像質(zhì)量也更高，但是飛機租賃、機場(chǎng)管理、空域申請流程過(guò)于復雜，同時(shí)對云層的要求也相對較高。在傳統的航空攝影中，大飛機航攝最擔心天氣狀況不理想，因為一旦出現多云天氣將嚴重影響成像效果。而測繪無(wú)人機的飛行高度則決定了云層厚度基本不會(huì )影響到成像。
同時(shí)，無(wú)人機還具有成本低、性?xún)r(jià)比高的優(yōu)勢。據了解，目前市場(chǎng)上的國產(chǎn)測繪無(wú)人機價(jià)格大約在十幾萬(wàn)到幾十萬(wàn)元之間。除重大事故外，無(wú)人機即使在高原、近海等自然環(huán)境比較惡劣的區域也不容易損壞，可重復使用，且基本不存在額外使用費用。
應用日益廣泛
隨著(zhù)通信及傳感器等技術(shù)的發(fā)展，測繪無(wú)人機作為一種低成本、高精度、操作簡(jiǎn)便的遙感影像獲取設備越來(lái)越受歡迎，并在傳統測繪、數字城市建設、地理國情監測、災害應急處理等方面取得了較為理想的應用效果。記者近日從有關(guān)部門(mén)獲悉，我國測繪事業(yè)今后20年的發(fā)展思路被概括為：“構建數字中國、監測地理國情，發(fā)展壯大產(chǎn)業(yè)、建設測繪強國”。毫無(wú)疑問(wèn)，無(wú)人機遙感監測在地理國情監測中將會(huì )起到無(wú)可替代的作用。
據了解，在國土測繪領(lǐng)域，測繪無(wú)人機可憑借其機動(dòng)靈活的特點(diǎn)發(fā)揮重要作用。通過(guò)快速獲取測繪無(wú)人機航攝數據，相關(guān)部門(mén)可迅速掌握測區的詳細情況，應用于國土資源動(dòng)態(tài)監測與調查、土地利用和覆蓋圖更新、土地利用動(dòng)態(tài)變化監測、特征信息分析等，其高分辨率的航空影像還可應用于區域規劃。
而相對于傳統的國土測繪應用，無(wú)人機在更多的應用領(lǐng)域所能做的則遠遠超出普通人所能想象的范圍。
在選線(xiàn)設計領(lǐng)域，遙感無(wú)人機可應用于電力、公路、鐵路選線(xiàn)，能夠根據項目需求快速獲取線(xiàn)狀無(wú)人機航空影像，并可對石油、天然氣管道進(jìn)行選線(xiàn)設計和全方位監測，其厘米級別的航空影像和高清視頻能夠協(xié)助進(jìn)行安全監測與管理，同時(shí)利用管道壓力數據結合影像發(fā)現管道滲漏、偷盜等現象。
在環(huán)境監測領(lǐng)域，高效快速獲取高分辨率航空影像能夠及時(shí)地對環(huán)境污染進(jìn)行監測，尤其是排污污染方面。此外，海洋監測、溢油監測、水質(zhì)監測、濕地監測、固體污染物監測、海岸帶監測、植被生態(tài)等方面都可以借助遙感無(wú)人機拍攝的航空影像或視頻數據實(shí)施。其中，水質(zhì)調查監測、污染物監測、大氣環(huán)境監測、固態(tài)廢物檢測、秸稈禁燒監測是無(wú)人機的主要應用方向。
此外，在水利、農林領(lǐng)域，無(wú)人機也以其高分辨率的航空影像有著(zhù)重要應用。實(shí)際上，無(wú)人機之所以在測繪領(lǐng)域受到重視，還是從應急救災開(kāi)始的。近年來(lái)，無(wú)論是汶川地震、玉樹(shù)地震、盈江地震，還是舟曲泥石流、安康水災，測繪無(wú)人機都在第一時(shí)間到達現場(chǎng)，并充分發(fā)揮機動(dòng)靈活的特點(diǎn)，第一時(shí)間獲取災區的影像數據，為救災部署和災后重建工作發(fā)揮了重要作用。
業(yè)內專(zhuān)家表示，目前應用于救災的無(wú)人機主要有兩種，一種是搭載攝像機的，叫監測型無(wú)人機，可通過(guò)視頻發(fā)回實(shí)時(shí)影像；一種是測繪型飛機，通過(guò)搭載照相機將拍攝的數據發(fā)回做分析及決策。今后的努力方向是要把視頻與照相機全部搭載在無(wú)人機上，甚至搭載更多的傳感器如高光譜儀，從而可以準確計算出泥石流的土方量、堰塞湖的容積量，以及發(fā)現高光譜物質(zhì)及污染物，以更全面、更豐富的信息進(jìn)行分析、應用，提供決策參考。而隨著(zhù)更多地方測繪部門(mén)、數據獲取企業(yè)的引進(jìn)和使用，測繪無(wú)人機有望成為今后航空遙感數據獲取的“標配”。(來(lái)源：中國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導報）
