近年來,隨著地理信息產業的發展和應用的普及,遙感作為地理信息產業的前端,也受到了非常多的關注。傳統地理空間數據的獲取方式正在面臨著現代科技設備的挑戰,而遙感技術的進步,尤其是高解析度衛星影像的大量應用和航空遙感的發展,都為數據獲取方式注入了新鮮血液。

  衛星遙感影像的優點毋庸贅述,其作為矢量地圖的補充已經獲得了大眾用戶的歡迎。但是作為專業地理信息應用來說,數據獲取能力不足、現勢性差、回訪慢等特點則是其硬傷。傳統大飛機航攝相比衛星遙感更加靈活,影像質量也更高,但是飛機租賃、機場管理、空域申請流程過於複雜,對雲層的要求也相對較高。與此同時,隨著通信技術、感測器等技術的發展,測繪無人機作為一種低成本、高精度、操作簡便的遙感影像獲取設備應運而生,並在傳統測繪、數字城市建設、地理國情監測、災害應急處理等方面取得了很好的效果。

  無人飛行器測繪

  從上世紀80年代開始,國外就開始將無人飛行器應用於測繪工程。在全球定位系統尚未對民用開放前,無人飛行器只能通過簡單的遙控操作來進行航攝作業。無人飛行器種類有很多,主要包括無人機、空艇等。

  空艇問世至今已經有兩百多年的歷史,是從熱氣球轉化而來。最開始空艇主要用於軍事打擊,後用以進行高空偵察。作為一種造價低廉、操作方便的飛行器,至今許多測繪單位還擁有部分新型的測繪性空艇。但空艇的缺點非常明顯:起飛準備時間很長,因為飛行前需要注入大量的氦氣;起飛和落地的時間由於需要克服空氣阻力,都要浪費過多的時間;抗打擊能力較差,很難在條件惡劣的地方穩定運行。

  與空艇相比,測繪型無人機成本同樣不高,操作性強,可以隨時隨地起飛和降落,不需要太多的準備時間,並能夠適應不同的地形、天氣條件,是現階段進行低空航空攝影的絕佳手段,並獲得了越來越多測繪單位的青睞。

  國家測繪地理信息局大力推廣無人機航攝

  據瞭解,我國測繪事業今後20年的發展思路已經明確為四句話:「構建數字中國、監測地理國情,發展壯大產業、建設測繪強國」。地理國情,指那些與地理相關的自然和人文要素的國情信息,如:國土疆域面積、地形地貌特徵、行政區域分界、地表水資源狀況、道路交通網路、土地利用與土地覆蓋情況、城市分佈和城鎮化擴張等。地理國情,是從空間角度反映一個國家自然、經濟、人文狀況的重要信息資源。因此,做好地理國情監測工作,已經成為我國測繪部門在今後相當長時間的工作重點。

  在過去一年中,地理國情監測取得了重要進展。在國辦、發改委、財政等部門的大力支持下,國務院已經批准開展地理國情監測工作,項目總體設計已經完成,項目預算已報財政部審批。福建、山西、陝西等7個省已將地理國情監測工作列入省「十二五」專項規劃內容,正在加快立項和組織實施。在國家、省、市三級開展了地理國情監測試點工作,目前已形成了首批監測成果。國家測繪地理信息局副局長王春峯日前表示,下一步將全面啟動地理國情監測項目,成立領導小組,加快組織實施,快出成果,快見成效,為搞好宏觀調控、促進可持續發展、建設責任政府、服務政府提供地理國情信息支撐。

  毫無疑問,航空影像獲取和遙感監測在地理國情監測中將會起到無可替代的作用。因此,近年來國家測繪地理信息局多次舉辦無人機航攝系統推廣會,在全國範圍內大力推廣應用國產低空無人飛行器航測遙感系統,同時率先在各省級測繪單位配備使用。在過去一年時間,全國已推廣無人機航攝系統100餘套、地理信息應急監測車8套,併力爭儘快在全國普及推廣。今後測繪地理信息部門將加大無人飛機航攝系統推廣,陸續向有需求、有條件的地市配備無人飛機航攝系統,並推廣到部分縣級城市,最大限度地提升我國地理國情監測及應急保障綜合能力。

  近幾年發展起來的測繪無人機,通過不斷的技術創新,我國自主研發的無人機已能在多種複雜的地形與氣候條件下及時獲取精準的地理信息數據,從而成為傳統航空攝影測量手段的有力補充。部分國產測繪無人機的技術指標已經達到國際領先水平,能夠完全滿足基礎測繪工作的需要。

  測繪無人機優勢

  無人機搭載感測器進行航空遙感影像的拍攝,一方面是低空遙感被廣泛認可,需要旺盛,另一方面則是因為相比較其它遙感數據獲取方式,測繪無人機擁有不可替代的優勢:

  性價比高。現在市場上的國產測繪無人機的價格大約在十幾萬到幾十萬之間,可重複使用的次數多,除重大事故外不容易損壞,也不存在其它額外的使用費用。在自然環境比較惡劣的區域,如高原、近海等,即使出現意外也不會有太大的損失。高達0.05米解析度的影像則比衛星影像的精度更高。

  方便攜帶運輸。固定翼測繪無人機翼展一般不會超過3米,並可以方便地拆卸。在項目執行的過程中,只需要將拆卸後的無人機設備放到普通的小貨車中,就可以把操作人員和所有設備同時運送到目的地。到現場後,半個小時內就可以完成無人機的組裝和調試。

  無場地要求。傳統的測繪無人機起飛方式一般是滑起,需要一段30米至50米相對水平的跑道才能起飛。隨著新興設備的引入,場地已經不再是無人機起降的阻礙。目前常見的的無人機除了滑起,還可以通過彈射或手拋方式起飛,降落時可以直接傘降,對於野外作業來說極為方便。彈射架可以固定在作業車的車頂,或者展開後架在地面即可。

  機動靈活。測繪無人機可以根據所需的影像解析度來決定飛行高度,在大多數情況下,飛行高度一般為100米至1000米。測繪無人機搭載的相機多採用定焦鏡頭,飛行高度的差別直接影響到最終生成影像的解析度。飛行前設計好航線、確定好飛行高度,就可以獲取理想的數據。

  受天氣影響小。在傳統的航空攝影中,大飛機航攝最擔心出現的問題就是天氣狀況不理想,一旦出現多雲的天氣,將會嚴重影響成像的效果。但測繪無人機飛行的高度決定了雲層厚度基本不會影響到成像,尤其是在獲取高解析度影像、飛行高度低的情況下。


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