低空无人机遥感在水利工程测绘中的应用研究论文_刘瑞瑞,李勇,李振

低空无人机遥感在水利工程测绘中的应用研究论文_刘瑞瑞,李勇,李振

黄河口水文水资源勘测局黄委会高村水文站 山东省东营市 172305

摘要:经济的快速发展,技术的不断进步,低空无人机遥感技术应运而生。低空无人机遥感技术类似于无人机,可以完成非量测各种工作,而且准确地拍摄下来。由于低空无人机的负载小、距离短、缺乏稳定性,就需要对这些问题予以解决。处于市场经济环境下,就需要不断提升竞争力。深入研究低空无人机遥感技术,提高其附加值,同时在应用中降低成本,不仅能够提高竞争力,还可以将投入的成本降到最低,实现经济利益最大化。基于此,本文对低空无人机遥感在水利工程测绘中的应用进行分析研究。

关键词:低空无人机;遥感技术;水利工程测绘;应用

近年来,低空无人机遥感技术的兴起已经成为工程测量的主流发展方向。无人机遥感技术以其快速有效、可大面积测量、测量精度高、受测量环境的影响较小等优点,得到了各国广泛的关注与使用。无人机遥感技术极大的增强了测绘服务能力,并在我国的水利工程测绘中发挥着极大的作用,在一定程度上推动我国经济的发展,希望在新的时期内,低空无人机遥感技术能突破现有的成就,跨入一个全新的阶段。

1无人机遥感技术简介与发展现状

无人机遥感测绘技术又叫无人机航测遥感技术,是一种借助无线电设备控制无人驾驶的飞行设备,进而快速获取信息的一种新技术,集合了无人驾驶飞行器技术、遥感传感器技术、通讯技术、GPS差分定位技术等一系列高科技技术,实现了对于国土资源、自然环境等空间遥感信息的智能化、专业化、快速化处理,并能够对相关数据进行处理、建模和分析。整个无人机遥感测绘技术系统包含无人飞行器平台、高分辨率数码传感设备、GPS导航定位系统、数据处理系统等多个部分。

无人机遥感测绘技术应用的时间相对较短,只有几年的时间,但是凭借着其优势,发展速度很快,且应用范围越来越广泛,也带动了无人机产业的快速发展,不仅为工程测绘工作带来了极大的便利,提供了良好的技术支持,还促进了我国经济和科学技术的快速发展。尤其是低空遥感技术的不断发展成熟,与无人机技术进行了完美的结合,实现了无人机的自动导航系统,充分地发挥了优势,得到了十分广泛的应用,并逐渐地走出国门,走向国际市场

2无人机遥感技术的优势与不足

2.1无人机遥感技术的优势

一是快速灵活。由于无人机无需载重驾驶员,从而省去了驾驶设备以及安全救生设备的重点,这就大大降低了机体的重量,重量的减轻使无人机飞行更轻便。无人机遥感监测十分快速,效率大大提高。在应急事件处理中,无人机适用于大范围的监测,日检测能力最高可达2000多平方公里,使监测效率大幅度提升。

二是遥感监测范围更宏观。无人机遥感技术不仅能对狭小的地理空间进行监测和数据采集,也能对更大范围和空间进行监测。无人机遥感技术主要运用光谱分析对监测区域进行数据分析和信息采集,并可以实现同时多架、多次的大范围检测,能保证检测的准确性。此外,无人机遥感技术可以通过三维仿真模拟技术来展现宏观情景,为应急事件的处理等提供准确、宏观的技术信息。

三是数据处理速度快,分辨率高。与卫星影像的分辨率相比,无人机的影像分辨率要高出很多,一般能达到0.1-0.5米。无人机遥感技术可与GIS进行快速集成,迅速搭建监测应用。

2.2无人机遥感技术的不足

一是飞行不够平稳。机体轻是无人机的一大优点,但同时由于无人机机体很轻,当飞行高度升高时,容易受高空风力的影响,从而导致无人机飞行不稳定,使影像不清晰。

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二是传感器控制不够完善。普通的无人机由于技术的限制和要求,尚不能打在精度较高的传感器,这使得监测工作无法获取精度较高的信息和图像,无法满足大比尺的测绘要求。

三是对通讯系统的依赖性大。由于无人机是通过技术人员操作,利用传感器传递信号来实现和完成的,因此,无人机的控制程序对通讯系统的依赖程度很高。无人机对GPS和通讯系统的依赖使黑客很容易通过编码程序来干扰无人机的正常飞行,引发安全问题。

3低空无人机遥感在水利工程测绘中的应用

3.1在抗旱防汛中的应用

低空无人机遥感技术为一项重要的获取空间数据的方法,具有持续航行时间长、机动灵活、成本低、可在高危地区进行探测等多项优点。在日常的防汛检查工作中,无人机可不受交通限制,能在最短时间内赶往险区的上空,对蓄滞洪区的水库、地形地貌及堤防险段等进行立体查看,根据机载装置数据将影像信息实时传递,在向防洪对策提供可靠、准确信息的基础上,尽最大可能规避风险的发生。通过应用无人机抗旱防汛系统,政府相关部门可全面了解突发事件状况,并作出迅速反应,在降低工作难度的同时,充分保障参与抗旱防汛人员的生命安全。在抗旱防汛领域,低空无人机遥感技术能够确保政府部门在洪涝旱灾来临时,可及时、准确获取相应的灾情及应急信息,从而为领导的抗灾决策提供决定性的辅助信息。

3.2在动态监测水域中的应用

人们的日常生活及工业生产均离不开水的支持。然而随着我国人口的急剧增长及工业的快速发展,合理开发利用水资源已成为迫切需要解决的问题,而水源开发的基础便是准确计算出河流分布及流域面积。然而由于之前技术水平有效,许多河流分布及流域面积等资料已难以将当前的状况准确反映出来。

动态监测水域的目的便是将地区内的水域变化情况调查清楚,通过完善水域调查、统计及占补平衡制度,从而使得水域资源信息为社会提供服务,进一步满足水域资源管理及社会发展的需求。在调查水资源中采用低空无人机遥感技术,可大大减少人力、财力的投入。同时,根据已有的水域监测可实现调查结果的更新,全面变更调查水域的权属界线及使用情况,采用计算机自动识别与目视解译的方法采集数据,编辑图形,准确获取水域的动态监测类型、权限及分布等信息,进而建立信息共享的水域动态监测管理系统等。此外,还可在航道开发及水利规划等方面利用无人机水域监测数据。

3.3水利工程建设与管理的应用

无人机搭载的低空遥感系统所快速、准确、高效收集的数据,在水利工程建设与管理上影响决策与分析评估、大型水利安全监测等,在该领域也能发挥特殊的作用。利用无人机遥感的高清成像、机动灵活等特征,可以为工程生态环境提供宏观的科学稻莺途霾咭谰荨M时,能够监测水域区域的植被情况、土壤、土质、水域范围等进行监测。利用空间信息技术手段,无人机的高分辨率遥感影像以及高精度GPS系统相结合的方法,还可以进行大型水库和堤防工程的建设施工监测工作。

结束语:

无人机遥感技术是现代测绘技术的重要组成部分,其具有高分辨率影像和高精度定位数据获取能力。随着国民经济及社会发展对数据的要求不断提高,无人机遥感在规划建设、水利监测、矿产资源勘探等各个领域发挥了积极作用,成为现代测绘重要的遥感数据来源,应用前景广阔。无人机作为新兴高科技产业应加大技术投入,加快应用转化,降低行业准入成本。在政策方面,应积极吸取国外行业管理经验,进一步加快并明确无人低空遥感行业的法律法规、技术标准。

参考文献:

[1]王柯.无人机低空遥感技术进展及典型行业应用综述[J].测绘通报,2017(增刊):79-83.

[2]王光彦.低空无人机遥感在水利工程测绘中的应用研究[J].测绘与空间地理信息,2016(39):113-118.

[3]刘元李.浅析无人机遥感测绘技术在工程测绘中的应用[J].科技创新与应用,2017(01).

论文作者:刘瑞瑞,李勇,李振

论文发表刊物:《防护工程》2018年第36期

论文发表时间:2019/4/11

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