郑明振 崔尚 李志
济宁市土地资源勘测大队 山东省济宁市 272000
摘要：在我国航空技术的不断发展下，航空技术开始进入新的突破阶段。无人机遥感系统是当前航空技术所研发的无人驾驶航空器，该航空器通过装置相应的动力设备及模块，能够使航空器在一定范围内通过无线遥控达到自主飞行目的，是当前航空技术发展的新阶段，无人机的研发不仅打破了传统有人机的驾驶模式，还为我国多个行业领域带来了新进展，在多个行业领域中占据着重要的应用价值。对此，本文针对关于无人机遥感系统的研究进展及应用展开分析与探讨。
关键词：无人机;遥感系统;研究进展
一、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。
二、无人机遥感监测系统的分类及组成
2.1遥感监测平台分类
无人机遥感监测系统的分类可基于不同的遥感监测平台进行划分。目前，国内外遥感监测平台主要分为无人固定翼飞机平台、无人直升机平台和无人飞艇平台的3大类。（见表1）其中无人固定翼飞机和无人飞艇平台因为覆盖范围较大、可控性能高等特点，多被用于局部区域范围的土地调查等。而无人直升机平台由于灵活性高、轻便，多被用于应急。
2.2遥感监测系统主要组成
无人机遥感监测系统主要由无人机平台、机载系统和数据地面处理系统3大部分组成。其中，无人机属于飞行平台，是进行遥感监测的载体工具，主要包括无人固定翼、无人直升机和无人飞艇3大平台。机载系统包括机载仪器和机载控制系统2部分，机载仪器目前主要分为监测仪器（含传感器）和影像设备（高分辨率CCD相机等）2大部分。机载控制系统主要用于信号控制、数据采集、数据传输，信号控制部分用于控制机载仪器的运行，数据采集和传输部分用于采集和传输机载仪器的测量数据。数据地面处理系统包括影像、监测数据接收系统和数据处理系统2部分，对机载仪器的数据进行地面接收和处理。对于监测仪器，以环境领域应用为例，主要包括监测二氧化硫、氮氧化物、颗粒物、臭氧等大气类指标，温度、湿度等气象类指标的仪器。
三、无人机遥感系统的应用分析
3.1无人机遥感系统在气象监测中的应用
在无人机遥感系统的不断应用下，无人机遥感系统已在多个行业领域中发挥着不同的应用价值。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在气象监测领域中，无人机能够通过装载相应的遥感设备来测试当前城市的温度与风速等气象状况，为气象监测行业提供准确的参数数据，目前，该方面研究在美国、中国、法国等多个国家都取得了十分显著的研究成果，并在此基础上研发了Theseus、chacal等气象遥感器，并结合应用所需配备了飞行控制与湿度、气压、风速探测等传感器，在气象监测领域中得到了广泛应用。
3.2无人机遥感系统在环境调查中的应用
无人机遥感系统在环境调查中的应用是通过对土地资源进行分类，对当前城市区域环境用地进行监测，从而使城市土地资源信息得到全面掌握。当前，我国已有部分公司及部门开始利用无人机遥感系统来开展环境调查工作，利用无人机装载高分辨率的数码相机对县级城市及农村土地资源开展环境调查，并利用遥感图为土地权提供测量依据，有效改善了传统土地测量存在的人力、物力等监测模式，缩短土地监测时间，使无人机遥感系统监测能够满足环境监测的精确要求。
3.3无人机遥感系统在城市管理中的应用
当前，无人机遥感系统在城市管理中正发挥着重要作用，当城市灾害信息无法有效获取时，可通过无人机遥感系统来协助现场指挥人员了解灾害信息，从而快速制定解决方案，以此控制灾害的继续发生。如城市发生火灾现象时，无人机遥感系统能够通过对现场上空的录制与监测，协助消防人员了解现场状况，从而快速有效的采取行动措施消灭火灾。
四、无人机遥感系统的研究进展
4.1无人机遥感系统的飞行平台研究状况
在无人机遥感系统的飞行平台研究领域上，相较于传统无人机的机身材质如钢质、铝质等金属材质，无人机飞行平台已研发出更轻、强度更高的机身材质。在以往，因无人机的整体设计较为注重系统设计及功能设计，因此在飞行平台设计上缺乏完善的考虑，再加之材质范围有限，因此在无人机遥感系统的整体材质设计上主以金属材质为主。但在经过无人机遥感系统的多年研究后，研究者开始发现机体重量及强度都存在较大弊端，为了完善这一弊端，无人机机体材质开始选用轻重量、高强度的复合型材料，并在不断实验中获得成功应用。
在无人机的发动机研究上，以往传统的无人机遥感系统发动机其体积较为庞大，且噪音高、使用年限短暂，十分耗费油资源，为了完善这一问题，市场开始推出各项新型发动机，且有效改善了传统发动机存在的不良影响，将体积庞大的发动机集中于微型、小型模式之上，这对无人机遥感系统的未来发展带来了积极作用。在无人机遥感系统的空气动力学研究进展上，传统的无人机遥感系统的空气动力学领域，其研究对象主以针对大型或中型无人机开展。
4.2无人机遥感系统的飞行控制与导航研究状况
飞行控制和导航系统在无人机遥感系统研究中占据着关键的研究价值，它能够通过对无人机的管理及导航使无人机改变飞行模式及航线，同时对无人机遥感系统的遥感信息获取也有较大影响。当前，大部分的无人机遥感系统在飞行控制及导航系统的设计上都在采用传统单回路频方式来设计这一模块，虽然该模式在工业领域取得了显著成效，但在无人机遥感系统飞行性能的严格要求下，该控制模式及单独式导航模式已无法满足无人机遥感系统的实际需求。在近几年中，无人机遥感系统的飞行控制与导航已有了新的研究进展，研究者开始将非线性动态控制与网络智能控制融入新型飞行控制领域中，并通过新型系统的控制与导航从多个领域上有效提高了无人机遥感系统的飞行性能，使其能够满足当下不同领域对无人机遥感系统的应用需求。
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生活。
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论文作者:郑明振,崔尚,李志
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第21期
论文发表时间:2018/11/28
标签：无人机论文; 遥感论文; 系统论文; 平台论文; 领域论文; 航空论文; 研究进展论文; 《建筑学研究前沿》2018年第21期论文;