無人機遙感技術范例6篇

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無人機遙感技術范文1

關鍵詞:無人機;光學遙感技術;土壤濕度;節約用水

一、我國的干旱狀況及干旱預警機制

(一)我國干旱現狀

我國是一個嚴重干旱缺水的農業大國。很多省份的人均水資源量低于500立方米。我國人均水資源占有量在世界銀行統計的153個國家中僅排第88位。水資源分布也很不平衡,長江流域及其以南地區,面積只占全國的36.5%,但水資源量卻占全國的81%;其以北地區,面積占全國的63.5%,但水資源量僅占19%,所以水資源短缺是我國面臨的嚴峻問題。并且我國的農業生產幾乎全部依靠灌溉,因此發展安全節約高效的精準農業是我國農業發展的一個目標。

(二)我國干旱預警機制

我國干旱預警主要是通過國家各級人民政府抗旱防汛指揮部負責管理。依據國家的相關法律法規、農牧業、水利、氣象等部門向同級人民政府遞交干旱監測、預測預警決策信息,政府部門根據干旱災害的嚴重程度啟動不同的預警應急預案,不同部門之間開展的常規干旱監測、預警評估業務信息,供內部業務使用或通過授權的媒體上。所以我們一般得到的天氣及干旱情況是比較籠統的大范圍的天氣狀況。但是現在的精準農業上的需要的則是應比較詳細的、精準的。同時由于地理環境以及土壤環境的差異即使在同一塊土地中不同部分的土壤含水量也會出現差異,更重要的是我國的地理環境比較復雜,想要準確的監測土壤濕度就更難了。

二、無人機在旱情監測上的應用

通過發展安全高效節約的精準化農業是農業現代化的重要標志,也是我國發展農業的一個目標。無人機已經成為一種新型的信息獲取途徑,在農業現代化的建設進程中,其在精準農業發展中占有的地位會越來越重要,尤其是在農業旱情監測以及農業灌溉上的應用。

(一)無人機遙感技術

傳統遙感技術一般采用衛星和大型飛機作為遙感平臺,進行大面積觀測并獲得豐富的綜合性數據。但是,傳統遙感在小時空尺度的數據采集分析上存在分辨率不足的問題。如果采用小型無人機作為低成本的新型遙感平臺,就很好的彌補了傳統遙感的缺陷,在局部遙感和應急監測方面會取得巨大的成功。

無人機遙感技術要求搭載的儀器所占空間小、重量輕、抗震性優良。光學遙感技術具有所占空間小、時間短、成像簡單、費用少等一系列優點。無人機通過搭載有合成的多功能探測器,以近紅外光作為遙感測量的手段,采集多波段光譜數據,依靠地面的操作站對無人機實施操控。

(二)土壤濕度監測與土地灌溉

土壤的含水量是農作物生長的重要指標,農作物的生長都有適宜的土壤濕度范圍,在現代的農業生產中我們往往需要及時的了解大面積農田的土壤濕度。傳統的土壤水分測量方法有:種子散射法、重力土壤采樣法、張力計法、土壤蒸滲法和土壤電阻法。但是這些方法采樣時間長且是點數據,不能滿足大面積空間、長期的土壤濕度動態要求,沒有顯著的代表性。微波遙感技術就可以很好解決這些問題,微波遙感監測土壤水分的基礎是土壤的介電特性與水分含量間的密切關系,因為土壤的介電常數受水的影響很大。無人機通過搭載遙感設備,對收集到的土壤反射回的微波圖像數據進行綜合分析,和建立的模型進行對比得到具體的土壤濕度含量,并且可以對圖像模糊的區域通過自動或人工對無人機實時進行任務設定、航線調整進行重新的觀測??梢愿尤娴膶ν寥肋M行監測,然后將再次傳回的數據與圖像進行數據處理分析,得到更加具體的土壤濕度。

農業灌溉是農業生產中最基本的問題,作為下一個嚴重缺水的國家,發展現代農業是我國農業建設的首要任務。節水灌溉技術在廣義上是指相對于傳統灌溉技術更加能節約、高效用水的灌溉方法,措施和制度的總稱。狹義上是指以現代農業作為前提,根據地域性和作物生長規律的不同,以實現農業產量最高和生態效益最好為目標而進行的水資源開發和灌溉技術的總稱。

合理高效的農田灌溉,是保證作物生長和節約用水的基本準則。現代農業中常采用的節水灌溉技術有溝灌、噴灌、滴灌等技術。我們通過得到的不同的土壤濕度對灌溉進行合理的安排,這樣既能保證作物產量又能達到節約用水的目的。

三、結語

現代農業的快速發展對農業航空的需求日益增長,決定了農用無人機必定成為農業生產操作的主要力量之一。隨著無人機遙感技術的不斷發展及其在農業上的應用,為現代的精準化農業的發展提供了更為有利的技術支持,其不僅可以應用在土壤濕度的監測和農業灌溉上,還可以應用在其他農業的信息采集上,對農業生產進行實時監測,從而將農業生產的風險降到最低,保證農業產量,加快推進我國的農業精準化建設。

參考文獻:

[1]高占義.中國的灌溉發展及其作用[J].水利經濟,2006,24(1):36-39.

[2]朱平.區域水資源預警方法研究[D].揚州大學,2007.

[3]于寶珠.旱情風險評價模型及其預警機制的研究[D].東北農業大學,2012.

無人機遙感技術范文2

關鍵詞:無人機遙感技術;智慧苗圃;數據采集

中圖分類號:TU986

文獻標志碼:A

文章編號:1671-2641(2017)03-0078-04

收稿日期:2017-04-11

修回日期:2017-05-17

Abstract: Seedlings constitute the core material basis of landscaping.The construction level of garden nursery may directly affect the development and construction of landscaping. This study adopts a method of low altitude scanning by unmanned aerial vehicle with laser radar to manually measure single seedling. We take aerial photos of three nurseries (Nantang, Nanxiang and Xiaku in Sihui City) and extract information including distribution, scope and coordinates, height and crown size of earch tree. The results show that the aerial photos taken from unmanned aerial vehicle would be more intuitive and efficient to complete survey data collection and realize nursery information management.

Key words: Unmanned aerial vehicle (UAV) remote sensing; Wisdom nursery; Data acquisition

引言

苗木是@林綠化建設的物質基礎,園林苗圃是繁殖和培育苗木的基地,是供應城市綠化用苗的后勤部[1]。我國苗圃的經營管理存在管理體制、國家投入、人才等諸多方面不完善的問題,同時信息化建設還相對薄弱,造成苗圃的大面虧損[2]。按照國家信息化建設的推進和林業改革發展戰略,采用新技術推進我國苗圃的管理水平和建設水平顯得日益重要。

無人機遙感技術,是可應用于多領域的新信息技術。從數據獲取、數據處理、與實測數據對比、分析試驗數據誤差、尋找試驗誤差原因的全過程來看,無人機在林業調查中的應用可行性高[3],樊江川對無人機航空攝影測樹技術進行研究,結果表明通過無人機航空攝影測樹木的主要特征參數精度符合森林資源調查的精度要求[4],且個別方面優于傳統林業實地調查方法,使用無人機系統創建森林樹冠和高度模型[5],從多維空間的圖像可看到森林物種分類和健康情況[6],估算森林樹冠和樹高的變化[7]等領域發揮關鍵的作用,利用無人機空中三維激光掃描結合數字攝影的方法,將是提高植被茂密實景模型精度的有效手段[8],但采用無人機遙感技術來提取園林苗圃信息及信息化管理的研究未見報道。

本研究是通過苗圃低空遙感及實地人工調查相結合的方法,利用無人機載激光雷達遙感技術,掃描樣地苗木,通過單木分割,提取苗木的一系列特征參數,比較分析無人機遙感測量和人工測量的數據豐富度及工作效率優劣,為建設智慧苗圃的高效節約管理平臺、實現智慧苗圃的信息化管理提供技術支撐。

1材料與方法

1.1主要儀器設備

本研究基于無人機遙感技術,應用Li-Air 無人機激光雷達掃描系統,集成激光雷達掃描單元、小型化組合導航系統。無人機續航時間為25 min,巡航半徑2 km,巡航速度為8 m/s,航程為5 km;激光雷達單元的測距精度為2 cm,激光器數16,激光波長905 nm,水平視野360°,垂直視野-15°~+15°,掃描頻率10 Hz。

1.2實驗方法

通過與傳統人工測量計算方式的對比,分析人工及無人機激光雷達系統在獲取苗木特征參數中效率和成本的優劣勢。具體實驗方法如下:

1)在天氣晴好的條件下,在四會南塘、南鄉和下堀的3個苗圃,分別取1個大樣地進行無人機激光雷達掃描,樣地大小為300 m×50 m,再在每個大樣地中取3個小樣方,樣方的大小為20 m×20 m,同一個大樣地中,沿直線每隔100 m取1個小樣方,進行人工每木測量,獲得苗圃內苗木的數量、高度、冠幅、胸徑等參數。同時記錄每個樣方的測量的耗時和人工。

2)利用多旋翼無人機搭載激光雷達系統,對3個苗圃的大樣地進行低空激光掃描,獲得空間點云數據,經過數據處理,得到苗圃內苗木的數量、高度、冠幅等參數,同時記錄無人機飛行架次和操作人工數。

無人機遙感技術范文3

關鍵詞:無人機遙感測繪技術;工程測繪;應用

工程測繪結果和后續工程建設有著密切的關系,在工程建設的過程中,只要最終測繪結果具備真實性和準確性的特征,才可以保證后續工程的有序進行,但是在傳統測繪工作中不僅會浪費大量的人力和物力,最終的工作效果也無法得到有效提升,因此需要充分的發揮無人機遙感測繪技術優勢來進行清晰的成像,凸顯科學性和高效率的工作優勢,提高現代工程測繪發展水平。

一、無人機遙感測繪技術的優勢

(一)安全性和可靠性

在無人機遙感測繪技術應用的過程中,安全性和可靠性的特征是比較明顯的,并且這也是無人機遙感測繪技術的一大優勢。在我國科學技術發展的這一大背景下,無人機遙感技術得到了廣泛的運用,并且在多項研究中充分的發揮這項遙感技術的優勢,從而給實際工作起來一個重要的支撐和引導作用。在遙感技術的作用下,無人機能夠進行科學性的控制和數據的搜集,將無人機遙感技術和圖像攝影進行相互的融合,搭建一體化的平臺,從而提高實際測繪的效果以及質量[1]。另外在實際應用的過程中,由于無人機無需駕駛員就可以在空中飛行,也不需要工作人員進行實際的監督以及管理,這在一定程度上保證了工程測繪的整個工作過程是非常安全和可靠的,使得最終測繪的精準性能夠得到最大程度的保障。

(二)靈活性

在運用無人機遙感測繪技術進行工程測繪的過程中,可以根據實際工作需求和工作要求對高程進行精準性的確定。無人機有著較低的飛行速度,在實際應用的過程中能夠使得最終的測繪效果得到有效的改善,在應用時由于無人機的質量是比較輕的,靈活性較強,所以工作人員可以根據實際工作情況選擇多種多樣的起降方式。無論是設備的安裝還是具體的測繪過程,都是非常簡單的,因此在工程測繪項目中無人機遙感測繪技術的應用非常廣泛[2]。一些工程如果測繪地點是非常偏僻而復雜的,那么可以運用小型的無人機來進行日常的測繪工作,最終所獲得的數據也是非常精準和可靠性的,極大的便利了工作人員的日常工作過程,降低了實際工作的難度。

(三)處理費用較少

對于無人機遙感測繪技術來說,相比于普通的航拍飛機,整個控制系統是非常簡便的,并且整個工程投入的成本較少,是普通航拍飛機的1/5 。技術人員在實際測繪的過程中只需要通過遙感系統就可以對無人機進行靈活性的操作,對于無人機的材料來說一般都是碳纖維的復合材料,這種材料的質量較輕,在后期保養的過程中非常的簡單。無人機遙感技術作為一種新興的技術,能夠具備科學而高效率的圖像處理效果,在對數據進行處理的過程中,對于硬件配套設施來說沒有較高的要求,所以運用無人機遙感技術來進行數據處理和收集,會比普通航拍飛機更加的便捷和高效,因此在工程測繪中得到了廣泛的應用。

(四)精準性的成像

無人機測繪技術的成像是非常精準性的,最主要是由于無人機的數碼成像設備精準度較高,并且也是我國當前型號較新的設備,無人機攝影成像可以從多個角度來確定水平角度和傾斜角度,運用不同的方式來進行工程的測繪[3]。另外利用無人機遙感測繪技術進行工程數據測量時,可以從不同的角度和不同的尺度來進行拍攝和攝像,也可以有效的解決存在于傳統測繪工作中遮擋問題的發生,使得最終測繪數據的精準度得到有效的提高,這也是傳統測繪工作中無法達到的工作效果。

二、無人機遙感測繪技術在工程測繪中的應用

(一)影像資料的獲取

在工程測繪中運用無人機遙感技術時,可以對整個工程測繪項目進行數據的科學性管理,工作人員需要對飛行平臺的數據進行認真的選取,保證整個工作的有效性和科學性。另外還需要根據工程所在的地區進行地形地貌結構的確定,保證影像資料能夠獲得精準性的數據,與實際工程需求工作要求相符合。工作人員要根據無人機飛行員篇講來對圖像進行科學性的調整,這樣一來可以更加便捷性的獲取相關的影像資料。在空中三角測繪技術的作用下,可以使整個攝像過程變得更加簡單,并且還可以及時的發現在測繪工作中存在的偏差,在最短時間內提出有效的糾正方案,保證測繪數據的完整性和科學性。值得注意的是,在利用無人機遙感測繪技術時,可以實現全方位的優質性測量管理效果,為后續施工奠定堅實的基礎。因此相關工作人員需要充分認識到無人機遙感測繪技術的優勢,保證實際工作的有序進行。另外技術人員還需要對相關參數進行有效的控制,特別是要控制好曝光延遲的時間,這樣一來可以更加完整性的進行轉彎的緩沖,加強對無人機飛行姿勢的有效控制,使得無人機遙感測繪技術的水平得到有效提升,實現全面的升級。

(二)工程測繪數據的獲取

在應用無人機遙感測繪技術時,需要加強對相關測繪數據的有效搜集,工作人員可以通過手動或者自動的方式進行數據的優化性設計和處理,實現科學化的工作效果。在對數據進行處理時需要進行數值的優化性處理,保證無人機遙感測繪技術的優勢,在實際工作中需要將一些不合格的數據參數進行科學的篩選,促進測繪準確性的提升。另外還需要建立系統化的信息處理機制,從而使得測繪信息水平能夠得到有效提高,方便工作人員進行后期的處理和加工。在對測位結果進行管理和控制時,技術人員也要加強對定向操作的重視程度,運用聯合機制的思路達到最優質的測繪效果,保證數據的完整性。除此之外,還需要利用無人機遙感測繪技術實現工程項目航線的有效處理,對航線進行準確性的整合,從而使得整個工程操作能夠具備完整性和真實性的特征,使得所獲得到的數據能夠滿足工程測繪的需求以及要求。

(三)低空作業中的應用

在進行低空作業時,無人機遙感測繪技術能夠對云層和不穩定性的結構進行科學性的處理,保證最終影像資料獲取具有真實性的特征。在資源環境監測和城市建設測繪工作中,無人機遙感測繪技術不僅可以使成像系統的質量得到有效的提升,還有助于使數據處理效果能夠達到預期的狀態以及標準。

結束語:

在當前時代下,無人機遙感測繪技術在工程測繪中的應用價值是非常高的,工作人員需要提高自身工作素質以及工作能力,加強對無人機遙感測繪技術應用的重視程度,以提升實際測繪工作效率和質量為主對測繪結果進行有效的優化,從而為后續工程建設提供重要的信息支撐和數據的保證。

參考文獻

[1]吳俠.淺析無人機遙感測繪技術在工程測繪中的應用[J].世界有色金屬,2019 (17 ):297-298.

無人機遙感技術范文4

關鍵詞:無人機遙感;發展現狀;應用領域;前景展望

0 引言

無人機遙感(Unmanned Aerial Vehicle Remote Sensing ),是利用先進的無人駕駛飛行器技術、遙感傳感器技術、遙測遙控技術、通訊技術、GPS差分定位技術和遙感應用技術,具有自動化、智能化、專用化快速獲取國土、資源、環境等空間遙感信息,完成遙感數據處理、建模和應用分析的應用技術。無人機遙感系統由于具有機動、快速、經濟等優勢,已經成為世界各國爭相研究的熱點課題,現已逐步從研究開發發展到實際應用階段,成為未來的主要航空遙感技術之一。

1 無人機遙感介紹

無人機飛行器與航空攝影測量相結合,成為航空對地觀測的新遙感平臺被引入測繪行業,加上數碼相機的引入,就使得“無人機數字遙感”成為航空領域的一個嶄新發展方向?!盁o人機數字遙感”有低成本、快捷、靈活機動等顯著特點,可成為衛星遙感和有人機遙感的有效補充手段。

無人機飛行器遙感技術有其他遙感技術不可替代的優點,可成為衛星遙感的有效補充手段,該技術主要涉及飛機平臺、測控及信息傳輸、傳感器、遙感空基交互控制、地面實驗/處理/加工、以及綜合保障等相關技術領域。我國無人飛行器航空遙感技術的進步不僅表現在無人飛行器的研制,還表現在正好適用于航空遙感的飛行控制系統、遙感通訊系統的研制,更表現為輕小型化傳感器及其單反數碼相機,并配備有姿態穩定平臺,可快速獲取城鎮大比例尺真彩色航空影像。

目前的無人機遙感系統多使用小型數字相機(或掃描儀)作為機載遙感設備,與傳統的航片相比,存在像幅較小、影像數量多等問題,針對其遙感影像的特點以及相機定標參數、拍攝(或掃描)時的姿態數據和有關幾何模型對圖像進行幾何和輻射校正,開發出相應的軟件進行交互式的處理。進一步的建摸、分析使用相應的遙感圖像處理軟件。

2 國內外無人機遙感的發展現狀

無人機出現在1917年,早期的無人駕駛飛行器的研制和應用主要用作靶機,應用范圍主要是在軍事上,后來逐漸用于作戰、偵察及民用遙感飛行平臺。20世紀80年代以來,隨著計算機技術、通訊技術的迅速發展以及各種數字化、重量輕、體積小、探測精度高的新型傳感器的不斷面世,無人機的性能不斷提高,應用范圍和應用領域迅速拓展。續航時間從一小時延長到幾十個小時,任務載荷從幾公斤到幾百公斤,這為長時間、大范圍的遙感監測提供了保障,也為搭載多種傳感器和執行多種任務創造了有利條件。

傳感器由早期的膠片相機向大面陣數字化發展,目前國內制造的數字航空測量相機擁有8000多萬像素,能夠同時拍攝彩色、紅外、全色的高精度航片;中國測繪科學研究院使用多臺哈蘇相機組合照相,利用開發的軟件再進行拼接,有效地提高了遙感飛行效率;另外激光三維掃描儀、紅外掃描儀等小型高精度遙感器為無人機遙感的應用提供了發展的余地。

現在無人機遙感技術可快速對地質環境信息和GIS數據庫進行更新、修正和升級。為政府和相關部門的行政管理、土地、地質環境治理,提供及時的技術保證。

隨著我國改革開放的逐步深入,經濟建設迅猛發展,各地區的地貌發生巨大變遷。以無人駕駛飛機為空中遙感平臺的技術,正是適應這一需要而發展起來的一項新型應用性技術,能夠較好地滿足現階段我國對航空遙感業務的需求,對陳舊的地理資料進行更新。

無人機遙感航空技術以低速無人駕駛飛機為空中遙感平臺,用彩色、黑白、紅外、攝像技術拍攝空中影像數據;并用計算機對圖像信息加工處理。全系統在設計和最優化組合方面具有突出的特點,是集成了遙感、遙控、遙測技術與計算機技術的新型應用技術。

3 無人機遙感的應用領域及發展前景

隨著無人機技術的高速發展,越來越多地被用于影像獲取,如在氣象監測、資源調查與檢測、測量、突發事件處理等方面取得了豐碩的成果。

(1)臺灣大學理學院空間信息研究中心利用無人機拍攝低空大比例尺圖像,配合FORMOSAT2分類進行異常提取,解譯桃園縣非法廢棄堆積物(固體垃圾等),用于環境污染和執法調查。

(2)美國Nicolas Lewyckyj等人利用UAV-RS技術在北卡羅萊納洲進行自然災害調查,通過正射影像處理與分析準確評估場房和村莊的損失。顯示了無人機遙感技術具有的快速反映能力,為災害的治理提供了及時、準確的數據。

(3)日本減災組織使用RPH1和YANMAHA 無人機攜帶高精度數碼攝像機和雷達掃描儀對正在噴發的火山進行調查,無人機能抵達人們難以進入的地區快速獲取現場實況,對災情進行評估。為核電站及其它核設施的管理提供基礎數據。

(4)我國首個成立的Quickeye(快眼)應急空間信息服務中心,是我過無人機應急遙感應用的開創嘗試和遙感應用典范。其基于的無人機平臺即為例圖所示Quickeye(快眼)系列無人機,在不到兩年的時間內,該機型已成功作業近10萬平方公里,廣泛應用于1:1000,1:2000成圖,及測繪、應急領域。

綜上所述,無人機作為一種新型的遙感平臺將得到廣泛應用。目前最常用的遙感平臺是衛星和有人駕駛的飛機,無人機平臺已漸漸顯露出它的重要性。遙感發展的一個總的方向是高空間分辨率、高光譜分辨率和高時間分辨率。所以無人機遙感在提高時間分辨率方面具有獨特的優勢。隨著多光譜傳感器水平的提高,重量和體積下降,無人機遙感在提高光譜分辨率方面同樣具有潛力。

4 結束語

無人機遙感作為一種新的測繪方式具有很多優勢且實際應用廣泛,隨著設備的更新,技術的發展與完善無人機遙感將在測繪系統中發揮重要的作用,并且將成為現代國家對地觀測體系中不可或缺的重要組成部分,也會越來越廣泛的應用于民用生活。

參考文獻

無人機遙感技術范文5

【關鍵詞】 遙感技術 光纜巡線 應用研究

一、背景分析

遙感技術作為一種不直接接觸目標物體而進行相關探測的方法,可以幫助工作者快速獲得大范圍的探測圖像,同時隨著我國科學技術的發展遙感技術的成像質量也不斷提高,已逐漸推廣應用到各個領域當中。光纜巡線作為通信行業的的一項重要基礎工作,是保障光纜線路安全性和完整性的重要途徑,但是該工作受制于地形地貌以及人工因素,其整體工作效率和質量都不夠理想。現在有必要研究遙感技術如何恰當地應用于光纜巡線,通過遙感技術便捷采集成像數據的特點幫助工作者經濟、高效地完成光纜巡線,提升光纜線路維護科技水平、提高維護成效。

二、光纜巡線工作現狀

在傳統光纜巡線人工模式下,主要存在三個方面的缺陷。

2.1受環境影響較大,巡線到位率不夠理想

在進行光纜巡線工作時,工作人員需要沿著光纜路由進行檢查。當地形地貌條件良好時工作人員能夠正常地進行巡線工作,但是當光纜線路所在的環境復雜,比如高山密林、洪水淹沒地段等,工作人員很難快速到達相關區域巡檢,即使能夠到達相關區域也需消耗大量時間、精力,還存在較大人身安全隱患,嚴重制約光纜巡線工作有效開展。當光纜線路特別是干線光纜在惡劣環境地段出現險情時,也難以及時提前預警、及時處置,容易造成嚴重通信損失。整體來說,現階段的光纜巡線工作受到環境影響較大,存在較多盲區、死角、空檔。

2.2受工具設備限制,巡線工作效率較低

現階段的光纜巡線工作存在的另外一個問題就是工作效率較低,僅僅是依靠人工和一些基本的交通工具、設備(望遠鏡等)來進行巡線工作,無法保障巡線工作的高效進行。通信部門的巡線工作人員定期對光纜線路進行巡檢工作,但是由于人的工作精力有限以及受制于外部環境,工作人員每天巡檢的線路長度和覆蓋區域都相對固定。雖然可以通過對相關巡檢交通工具、設備的提升優化來提高巡線的工作效率,但是隨著光纜網絡爆發式增長,光纜巡線任務也急劇加重,通信部門受成本有限、無法大量招兵買馬的現實制約,要及時完成必要的巡線任務,存在很大困難。現階段通信部門對重要光纜巡線工作的精確性要求很高,但是在提高工作效率和有效收集相關巡線信息方法還存在不足,需要進一步應用相關科學技術來提高巡線工作的整體效率。

2.3巡線工作周期長,隱患預警難保證

由于光纜巡線工作受制于現階段的科技應用水平以及其他環境因素,巡線工作的效率不會很高,所以在進行巡線工作時需要花費較長時間才能完成相關工作,除了出現突然的故障需要通信部門快速進行搶修以外,實際的過程中會出現雖然進行了巡線工作但是由于距離下一階段巡線工作開展時間間隔較長而不能及時發現光纜新隱患、新問題,所以因光纜巡線工作存在的較大的延時性、間隔性而不能動態地保障相關線路的正常運行。明知光纜巡線的周期間隔過長情況下,在現有條件下,通信部門也無法有效提高巡線的工作效率,以便實施相關檢修、防護。

三、遙感技術在光纜巡線中的應用

遙感技術可以有效解決傳統光纜巡線三大缺陷。

3.1克服環境因素影響

b感技術可以幫助巡線工作有效地克服環境的影響,對于光纜巡線工作來說有明顯的幫助?,F在的遙感技術可以通過高空氣球或者無人機搭載專業的成像設備,對目標區域進行相關的探測以及影像數據收集,不需要直接與探測目標接觸而可以收集到較為全面和清晰的圖像,為光纜巡線工作帶來極大便利。傳統的光纜巡線受制于外界地形、天氣、水文等影響,在部分地區人員難以到達光纜路由現場進行巡檢。在與遙感技術的幫助下,工作人員可以使用搭載成像設備的無人機進行相關巡線工作,該方法可以減少工作人員在惡劣環境下的工作投入,同時可以到達很多工作人員無法進入的區域,實行更全面有效的巡線工作,還保障了工作人員人身安全。一般遙感技術會與地理信息系統以及全球定位系統一起配合使用,工作人員可以根據不同的光纜特點以及周圍環境的物性參數來選擇合適的成像設備,實現在各種環境下依然能夠快速進行巡線工作。

3.2擴大巡線范圍及工作效率

一般的光纜巡線工作整體的工作效率不高,所以在實際工作中需要投入較多的人力物力才能保證光纜線路的安全和正常運營?,F在遙感技術會很大程度地利用高空成像技術來進行巡線工作,除了可以有效地克服環境因素來進行巡線工作外,對于巡線工作效率提升有極大的幫助。在進行光纜巡線工作時,巡線人員可以在掌握基礎性的遙感技術的條件下開展相關工作。現在遙感技術通常利用無人機進行探測工作,常用的為固定翼無人機與多旋翼無人機,這兩種無人機可以根據執行的巡檢任務選擇攝像系統和設備。無人機的續航時間一般為幾小時或者更多,同時可以根據光纜線路的路由圖和地形圖快速進行巡線工作,在無人機的參與下可以大幅度提高探測范圍以及提高探測的效率。

3.3及時發現隱患發出預警

現階段的光纜巡線工作除了存在效率不高的問題外,還需要注重對巡線結果的處理精度以及巡線周期。傳統的光纜巡線需要巡線員到實地檢修,而現在可以逐漸通過與遙感技術、地理信息系統以及全球定位系統的融合應用,及時發現隱患、發出預警。地理信息系統可以幫助建立巡線地區的地質模型以及光纜的分布,同時利用全球定位系統來對光纜的分布進行具體的定位,在相應的光纜線路之間設定基點站,再充分利用遙感技術的普查功能對區域內的光纜分布以及運行情況進行監控。在遙感技術與其他技術共同應用在光纜巡線工作時,可以實現對光纜快速險情定位,利用遙感技術可以對異常情況進行快速探測和反饋,通過高質量的遙感技術光纜巡線工作,及時解決隱患,保障光纜網絡安全運行。

3.4遙感技術在光纜巡線中的應用案例

某省有一家通信部門于2016年在高校技術支撐下,對光纜巡線工作進行了遙感技術升級,現在巡線部門有固定翼無人機與多旋翼無人機各3架,同時具備普通成像系統、高光譜成像系統以及紅外熱成像系統的多種成像系統,可以根據光纜巡線任務以及具體的工作環境選擇相應的工作方法。該部門于2016年10月于某市進行綜合遙感技術應用試點,該試點區域有24芯光纜16km和48芯光纜24km,在前期進行地質模型構建后開始使用無人機進行遙感監測,通過高清晰成像設備進行圖像采集并反饋到數據中心,結合技術人員人工對比分析快速發現了一處潛在的隱患,結合GPS地位系統提供的地理位置信息快速組織了檢修工作。該部門在后續的實際工作中還進行了遙感圖像的快速解譯工作,同時光纜巡線單日工作量大幅度提升,結合預檢預修,光纜網絡質量持續得以提升。

四、啟示

光纜巡線對于通信部門來說是很基礎但是也很重要的工作,在科學技術較為發達的新時期如何更有效地開展光纜巡線是需要重視的問題。遙感技術具有采集信息快速、工作效率高以及適用范圍廣的特點,對于光纜巡線工作來說有積極的作用。現在遙感技術在光纜巡線中處于起步階段,還需要繼續加強研究和實踐,不斷提高光纜線路安全性,保證網絡安全運行。

參 考 文 獻

[1]喬小瑞, 吳挺, 談芳吟. 基于北斗的光纜巡線管理系統設計[J]. 電子技術與軟件工程, 2016(20).

無人機遙感技術范文6

關鍵詞:CORS無人機遙感技術

中圖分類號:P231 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2015)07(b)-0000-00

在高速發展的信息時代,如何快速獲取地理空間數據已經成為研究的熱點。相對于傳統的測量方法,以人造衛星、大飛機等為平臺的航天航空攝影測量已經廣泛應用,但是受氣候、天氣、機場等因素影響巨大,尤其是在廣西,全年的有效作業時間少,即使是利用衛星進行攝影測量,周期也比較長,無法滿足影像應急需求。而運用無人機作為平臺的低空遙感方法機動靈活,受外界因素的制約較小,能快速獲取空間遙感信息,完成遙感數據處理、建模和應用分析。同時無人機遙感具有成本低、機動靈活、高時效、高分辨率等優點,是傳統衛星遙感和航攝的重要補充。而將CORS系統和無人機低空遙感技術進行結合,為提高無人機遙感精度和后期數據處理中提供了更好的保障。

1試驗區概況

此次實驗區位于南寧市郊區北面,面積約80畝,準備進行規劃建設。片區是已經進行過土地平整的耕地片區,地形起伏不大,有一條近5米的河流沿地塊西面、北面和東面流過,地塊四周周邊回填造路,路面寬約3米,道路同時又是防洪堤壩,以防河流漲水時對片區內經濟作物造成影響。測區內有菜地、果園、魚塘和管理用房等。為協助業主合理規劃試驗區的土地,合理調整土地利用結構、提高土地集約利用效率,決定利用最高效的方式對試驗區開展航拍,獲取試驗區高分辨率影像。

2 CORS和無人機遙感技術特點

2.1 CORS系統

CORS系統,即利用多基站網絡RTK技術建立的連續運行衛星定位服務綜合系統(Continuous Operational Reference System,縮寫為CORS)。具體指利用地面布設的一個或多個基準站組成GPS連續運行參考站,綜合利用各個基站的觀測信息,通過建立精確的誤差修正模型,通過實時發送RTCM差分改正數,修正用戶的觀測值精度,在更大范圍內實現移動用戶的高精度導航定位服務。廣西連續運行參考站系統(以下簡稱:GXCORS)是利用現代衛星定位、計算機網絡、數字通訊等技術進行多方位、高深度集成的先進測量系統。它可以全自動、全天候、實時提供網絡覆蓋區域的高精度三維坐標和時間信息,是廣西全區實現自治區現代化管理、城市現代化管理、數字廣西建設、數字城市建設等不可缺少的重要組成部分。GXCORS的建成是以GPS 全球衛星定位系統觀測技術為主,并能兼容GLONASS系統,滿足廣西全區基礎測繪、國土規劃、土地管理、工程建設、形變監測、交通監控、港口管理、公共安全等方面對定位導航服務的需要。試驗區坐落在GXCORS服務區域內,此次是利用GXCORS定位服務功能進行試驗區內像控制點坐標數據采集。

2.2無人機低空遙感技術

無人機低空遙感技術,則是利用先進的無人駕駛飛行器技術、遙感傳感器技術、遙測遙控技術、通訊技術、GPS差分定位技術和遙感應用技術,具有自動化、智能化、專用化等作業特點,快速獲取空間遙感信息,完成遙感數據處理、建模和應用分析的應用技術。

此次實驗采用的無人機設備是大疆精靈2代,其通過陀螺儀、加速計、GPS 位置、方向傳感器、高度傳感器等進行姿態檢測和控制,有效穩定了飛行姿態。利用3軸云臺搭載小相機,可控制俯仰和滾轉的相機云臺帶陀螺自穩功能,能夠進行低空影像拍攝。

3 CORS和無人機結合作業流程

將CORS系統和無人機遙感技術進行結合,作為一種便捷的獲取高分辨率影像的技術方法,具體操作方法流程有以下方面。

3.1 實驗區域的原始影像獲取

選擇實驗區域內適合起飛的較平坦的地方作為無人機起飛降落的大本營,基于谷歌地圖對試驗區域進行區域分析,并結合區域內地形及航飛范圍進行航線規劃。由于此次試驗區地處郊區農村,范圍較小,在谷歌地圖上沒有縮略圖可以利用,因此根據測區情況,首先進行了兩次試飛,兩次的航線在系統中形成后才對整個試驗區進行進一步的航線規劃,此次試驗規劃航線數10條,每條航線30張影像。由于試驗區范圍形狀不規則,而且周邊有河流,為了保證無人機安全,對試驗區采用了不規則航線規劃設計,保證試驗區內100%航攝覆蓋。測區是農作區,不涉及到人員的安全問題。

3.2 攝區內像控點坐標采集及處理

根據試驗區大小和地形特點,同時根據像控點分布的要求,該項目利用GXCORS系統進行試驗區像控點采集。儀器采用海星達IRTK2S三星雙頻GPS流動站一套。首先,建立項目和坐標系統管理,坐標系統采用國家2000大地坐標系,投影為中央子午線108度三度帶高斯投影,高程采用1956黃海高程系統。用藍牙技術連接手簿和接收機,通過GPRS接入GXCORS。RTK采樣間隔為1秒,每個點觀測歷元不少于10個。在像控點測量前,對測區附近的高等級控制點進行檢測,平面和高程較差均滿足要求。

像控點選擇實驗區內明顯的屋頂角點、道路交叉口和田埂交叉點,實測這些特征點的精確坐標及高程,選擇其中20個作為影像糾正控制點,50個作為檢查點。整個項目的航飛及像控采集所用時間約為1.5小時,采集時間段為上午8點半至10點。測圖線劃圖效果如圖2所示。

3.3 影像處理

數據處理軟件是Pix4D,Pix4D是集全自動、快速、專業精度為一體的無人機數據和航空影像處理軟件。無需人工干預,即可將數千張影像快速制作成專業的精確的二維地圖和三維模型。Pix4D數據處理流程如圖1所示。

圖1Pix4D軟件作業流程圖

影像處理分兩步進行,首先是影像粗校正,主要是利用數據處理軟件對原始影像進行初步拼接和正射處理,得到粗校正影像,同時可以檢查航拍相片是否齊全可用;其次,利用采集的像控點坐標對影像進行進一步糾正,對精糾正影像進行重采樣得到具有正確坐標的高精度影像。

最終輸出的成果有數字表面模型及正射影像,柵格數字表面模型(DSM)最終保存為GEOTIFF文件,可選擇生成合并瓦片形式,即生成一個融合的大文件,也可以生成分塊的瓦片形式。正射影像圖可以生成GeoTiff格式。正射影像成果如圖3所示。

圖2 線劃圖局部成圖 圖3局部正射影像

軟件最終還提供生成谷歌地圖瓦片和KML文件,瓦片和LML文件可以在GoogleMaps中顯示生成的影像。

軟件最終還生成三維模型成果,用正射影像、DSM生成OBJ格式文件。(在三維建模時使用,可以在3DMAX中打開)三維效果如圖4所示。

圖4 三維地表模型

4 結語

無人機的航攝規模、精度以及其作業模式非常適合較小區域,其成果與傳統的航攝成果相比較,具有分辨率高、作業效率高、周期短、輕便靈活、突破云霧天氣影響等優勢,采用先進的處理軟件對采集的數據進行處理,成果更加豐富、直觀。結合GXCORS進行作業,充分利用CORS具有連續運行、坐標統一、高精度、覆蓋廣和不受天氣影響等特點,CORS輔助采集地面控制點有效彌補無人機硬件設備的缺陷引起的位置精度不足,為后期數據精糾正處理提供精準的像控點坐標。實驗區的數據采集到最終成果生成僅用了一天半時間,相對以往的航空攝影測量效率有很大的提高。

參考文獻

[1] 連蓉.四旋翼無人機影像獲取及DOM 生產研究[J].地理空間信息,2014(1):80-83,10.

[2] 魯恒,李永樹,何敬,等.無人機低空遙感影像數據的獲取與處理[J].測繪工程,2011(1):51-54.

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