摘要：应急监测是地理国情监测的特殊部分，它对遥感数据源的获取方式，数据精度，处理时间等都有其特殊的要求。地理国情应急监测的客观需求也促进了测绘监测手段的发展，尤其是无人机遥感监测技术，不仅可以对地理紧急事件做出快速响应，而且无人机影像数据分辨率远高于其他遥感技术的影像，相对于其他遥感技术可以提供更高的实时性和准确性。
关键词：无人机；地理国情应急监测；应用；
由于我国幅员辽阔，在特殊地理位置和气候条件区域，特别是多云、多雾地区利用传统光学获取数据较为困难，造成地理国情监测过程中高分辨率遥感数据获取时间周期长、成本高等诸多难题，难以满足监测应用中的时效性要求和高分辨率成像观测需求。
一、概述
1.地理国情监测。地理国情监测是以导航定位（GNSS）、航空航天（RS）、地理信息（GIS）等测绘手段，综合不同时期测绘成果资料，对多种地理要素进行动态、定量、空间化的监测，并分析分布特征、变化频率、变化趋势、地域差异等，形成监测数据并能准确反映各类要素信息的发展变化规律及空间分布、从地理空间的角度客观、综合展示国力，为社会各方面提供真实可靠的国情信息。
2.监测的范围和目标。对于全国陆域960 万平方公里范围，选用遥感影像分辨率优于2．5 米，综合利用1：5 万地理信息数据，开展重要信息普查和监测；对变化快、经济条件好、成果丰富的区域，选用遥感影像的分辨率应优于1 米，利用1：1 万地理信息数据，开展普查和监测；在某些特定区域开展典型监测。“十二五” 期间主要是开展重要地理国情信息普查，建设动态监测系统；初步建成监测技术、指标、和标准体系，基本具备常态化监测重要、典型地理国情信息的能力；开展相关试点和示范工作，完成对地形地貌、地表覆盖、地理界线等地理国情信息的统计、分析工作；形成重要与典型地理国情监测信息统计分析报告和多样化地理国情信息。“十三五” 期间及以后主要是在“十二五”的基础上，形成定期常态地理国情信息监测机制，实施定期常规性监测，持续对全国范围的自然、生态等地理环境要素进行空间化、定量化、常态化监测，构建地理国情信息网格，形成定期报告和监测机制；反映国家重大战略、重要工程实施状况和效果。
二、无人机在地理国情应急监测中的应用
1.农林、国土、环境监测。农林、国土和环境监测是地理国情监测的基础内容，以往一般采用基于国外卫星数据TM或SPOT影像长时间序列的动态监测方法，但是随着动态监测需求时间的缩短、分辨率的提高、常态化的发展，这种方法难以满足当前的需求。无人机技术以其独特的优势，逐渐在农林、国土、环境等监测中推广使用。国内研究人员航拍数据资料为基础，在区域土地利用动态监测应用中进行了技术探索和应用实践，验证了无人机在区域土地利用动态监测中的应用是可行的。
2.海洋监测。我国地处太平洋西岸，濒临渤海、黄海、东海和南海，大路岸线长18 000多千米，岛屿6 000多个，只有加强海洋测绘监测的能力才能更好地管理维护我们的海洋权益。我国正处于由一个陆地大国向海洋大国的迈进过程中，如何对周边海域进行常态测绘监测是一个非常关键的问题。无人机监测是海洋监测的重要手段之一，它主要针对海面目标或海岛礁进行常态监测。海洋的地理环境与气象环境都比较特殊，主要面临以下困难：①无起飞和降落场地，因此采用弹射起飞或撞网回收。②天气变化比较快，短时间内可能出现阴晴雨的交替。③海上海风比较大，需加大旁向和航向重叠度。
3.地质矿产勘查、测绘制图。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆我国地质矿区开发引发生态环境的变化，矿产资源规划执行情况不清，缺乏客观有效的数据，由于缺乏实时监控使得违法行为频繁发生。无人机可以观测矿产资源开发引发的地质灾害，包括地面沉陷范围、地裂缝长度、塌陷坑位置、山体陷裂（垮塌）范围、崩塌位置、滑坡位置等。测绘成图是目前国内无人机应用最广泛，最主要的手段。近年来，无人机遥感航摄系统完成了小城镇、新农村建设的测绘服务保障，满足了基层单位规划建设小城镇、新农村的需要；承担了大量公路铁路石油管线的测绘任务，为工程设计、实施、监测、数字信息系统建设提供了有力的技术装备和手段；主要完成了国家西部测图工程1：5万无图区34个高原县城的5×5 km测图与三维信息系统建设任务。
4.气象、灾害应急监测。气象、灾害应急的监测往往伴随着气象或地理环境的急剧恶化。比如，“5.12”汶川地震后，由于地震影响地球磁场，无线电与微波通讯受到干扰，飞机仪表也受到了极大的影响，同时气象环境极差，重灾区不仅弥漫着厚厚的云层，而且含有大量的有毒气体，地震多发区往往地形复杂，所以常用的卫星遥感与普通航摄遥感无法及时获取地面情况。无人机因为无人员安全考虑且受天气影响小，所以在救灾中发挥了独特的作用。其他的应急突发事件也类似，如在冰雪灾害、洪涝灾害、森林火灾、核电站泄露等救援中，无人机都发挥了越来越大的作用。无人机不仅可以直接获得反恐区域的地形地貌，而且高分辨率的影像可以分辨出火力人员配置，还可以进行重点人物识别与实时跟踪。
三、解决的关键技术
1.现场快速航线规划关键技术。解决了基于“天地图”在线服务平台的无人机现场航线快速规划技术。在广域网络环境下，根据应急响应地名信息或发生地坐标等信息，利用遥感影像、地图和三维数据成果快速摸清应急事件发生源区域的基本情况，划定应急监测范围并导出拐点坐标。结合30 ｍ分辨率地形数据信息开发航摄设计软件，根据地形起伏自动调整曝光点之间的基线长度，避免产生航摄漏洞；生成设计报表，快速了解航摄面积、四至范围、航摄高度、航线数、影像数、总航程等信息，以便合理规划航摄时间和数据处理时间。
2.航摄数据快速检查关键技术。解决了航摄设计覆盖范围与实际覆盖范围的快速可视化检测和基于影像匹配的航摄数据重叠度检测关键技术。自动提取和同步显示机载记录的曝光点信息文件经纬度信息、摄区航摄设计拐点坐标信息，必要时加载航摄影像数据，可视化检测航摄覆盖情况；提取机载记录的曝光点高度信息，计算航带内最大航高差；利用影像快速匹配算法，统计摄区航带内与航带间最大、最小重叠度。
3.航摄数据快速镶嵌处理关键技术。解决了低空大倾角及应急非常规航空遥感影像的自动快速匹配、空中三角测量、地形信息自动提取、影像正射纠正、匀光匀色与自动镶嵌的并行计算等关键技术，依靠共线方程反算数码相机的畸变参数实现了普通数码相机的自检校，依靠特征点匹配实现了不同航高不同分辨率多架次航摄影像的同批次处理。
地理国情监测既是国家经济社会发展的必然需求，也是我国测绘地理信息未来发展的重大战略之一。地理国情监测对准确掌握综合国力、进行生态文明建设、促进科学管理和应对突发事件具有重要意义。随着监测机制的不断完善，测绘新设备、新技术在监测过程中的深入应用，地理信息数据的获取将更加快捷，产品会更加丰富，监测的手段也将多样化，数据的综合分析和预测会越来越准确可靠。
参考文献：
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论文作者:王良能
论文发表刊物:《基层建设》2018年第31期
论文发表时间:2018/12/17
标签：无人机论文; 国情论文; 遥感论文; 地理论文; 数据论文; 信息论文; 影像论文; 《基层建设》2018年第31期论文;