小型无人机在城市园林中的应用前景

2016-08-16刘志芳

中国科技信息 2016年9期

刘志芳

小型无人机在城市园林中的应用前景

刘志芳

本文介绍了小型无人机的组成及主要应用领域，展望了无人机在城市园林中的应用前景，提出加快研究推广。

近几年，无人机作为一个新兴热门行业而崛起，在全球范围内备受追捧。国内音乐名人汪峰利用无人机空投钻戒，成功求婚章子怡，说明无人机离百姓的生活也越来越近。现在无人机产品已被广泛用于航拍、电影、农业、新闻、消防、救援、能源、遥感测绘、野生动物保护等领域，并不断地融入新的行业应用。那么，小型无人机在城市园林绿化中应用前景如何呢？笔者查阅了相关资料，现整理如下供参考。

小型无人机简介

由机身、电机、电子调速器、螺旋桨、电池、脚架、云台、遥控系统、控制系统组成。

1.机身：主体部件，是整个飞行系统的飞行载体，一般使用高强度重量轻的材料。

2.电机：无人机空中飞行，全靠螺旋桨或者涡扇来牵引带动，驱动它们旋转的动力都是来自发动机或电动机，电机一般分为有刷电机和无刷电机。

3.电子调速器：简称电调，根据控制信号调节电动机的转速。

4.螺旋桨：通过自身旋转，将电机转动功率转化为动力的装置。

5.电池：将化学能转化成电能的装置，为整个动力系统和其他电子设备提供电力来源。

6.脚架：停止飞行任务时，无人机的脚架起到支撑和固定作用，所用材料有复合材料、碳纤维材料等。

7.云台：安装、固定摄像机的支撑设备。它分为固定和电动云台两种。

8.遥控系统：由遥控器和接收机组成，是整个飞行系统的无线控制终端。遥控系统由操纵器、控制电路、无线数传电台和遥控接收机组成。

9.控制系统：集成了高精度的感应器元件，精准感应并计算出飞行器的飞行姿态等数据，再通过主控制单元实现精准定位悬停和自主平稳飞行。

小型无人机外形尺寸不等，一般长3m左右，宽2m左右，高0.6m左右。价格因性能、品牌而异，从3千至10万左右。飞行燃料成本每亩不足1元。

主要应用领域

农业

据环球航空报道，农用无人机在植保领域的应用越来越多，一架载重14kg的无人机平均1min可以喷洒1.3亩左右的农田，以日飞行时间4min计算，喷洒面积可达312亩，相比人工日喷10亩可提高效率30倍左右。

日本是应用农用无人机最成熟的国家，无人机施药面积达到总施药面积的一半以上，达96.3万hm2，在册2000多架农用无人机。美国农用飞机4000多架，65%的化学农药采用飞机作业完成喷洒。南非、澳大利亚等国家也已将无人机应用于农业植保作业。

我国2010年第一架商用的植保无人机由无锡汉和航空技术有限公司制造，以大田作物18亿亩年均施药5次计算，共需90亿亩次施药作业。以50%面积采用植保无人机施药，每亩次10元服务费，年服务产值450亿元，随着绿色农业、精准农业技术革命的不断发展，采用无人机进行植保作业已成为中国农业的发展趋势，其应用前景极好。

测绘

无人机在测绘中具有非常重要的作用，可机载遥感设备，如高分辨率数码相机、轻型光学相机、红外扫描仪，激光扫描仪、磁测仪等获取信息，用计算机对图像信息进行处理，并按照一定精度要求制作成图像。政府或行业部门做出科学决策的基础依据之一就是完整的信息资料。无人机测绘技术能准确地反映出测绘地域范围内的综合信息，提供最新、最完整的地形地物资料，因而广泛应用于国家生态环境保护、航空摄影测绘、自然灾害监测与评估、城市规划与市政管理、国防事业等领域，有着广阔的市场需求。前不久，一张南京六安市油菜花田里的龙袍图在网络上迅速扩散。这个“龙袍”图案长约190m，宽约150m，所在的油菜田占地72000m2，如何完成如此精细的图案，并呈现在网络上？原来，无人机航测又一次走在了前端。

据江苏省测绘地理信息局介绍，首先，专业人员共测绘出15000个坐标点，之后用计算机按比例放大到田里，再连点成线绘制图形。仅定坐标耗时达1个月，共3000多名村民参加坐标点插木桩。确定坐标后，先在外圈用灌木“勾边”，再在里面播种小麦和油菜，两个多月后，等到小麦绿油油、油菜花盛开的时候，这件以油菜花做袍身、绿色苗木做章纹的“龙袍”初现。等油菜花收割后，还可方便播种其他作物。目前水稻、大豆、玉米、高粱等经济作物，都已经进入“候选名单”。游客春天能看金龙袍，其他季节也许能看到红衫或紫衫龙袍。

测绘技术不仅能应用于现代化的精准农业，还能助现代旅游农业一臂之力。今年3月22日，江苏省测绘工程院的青年职工运用无人机进行航拍，制作并发布了该景观三维模型，好评如潮。

其他

据不完全统计，仅深圳市大疆创新科技有限公司自开展研发以来，取得专利成果数百项。无人机产品技术的持续研发将不断扩展无人机的使用外延，探索发掘新的应用领域，给它挂上不同的器材，就可做有害气体检测、通信信号中转、地面交通情况勘查等多项工作。这里不再一一赘述。

在城市园林中的应用前景

无人机代表着未来的发展趋势，由于其在提高精准度、提高安全性、提高效率，节约成本、抵达人员和其他机具难以到达的地方等方面有明显优势，同样，其在城市园林中的应用前景也十分乐观。

1.规划设计：以往规划设计时，如道路绿化设计，多参考道路断面规划图、道路管网规划图等，对现状地形地物采取实地查看，对地下管网基本无探测，缺少利用测绘技术来详细准确定位相关设计边界、高程及需避让障碍物等，无人机机载遥感设备后可以全方位对规划区域进行勘测，全面掌握现状地形地物，更加清晰进行规划设计，绘制的效果图真实。当前，按照新建公园标准，公园面积必须在5万m2以上，利用无人机测绘技术可开阔设计思路，多创造奇思妙想，既美化环境，又吸引百姓欣赏。

2.园林养护：无人机在农业上已有较好的经验，尤其植保方面，园林养护上也有应用前景。利用无人机的优势主要体现在：一能远离伤害，不与农药进行直接接触，避免了农药通过皮肤或呼吸道损害植保人员或其他人员的健康；二是提高效率，一台飞行器喷洒，速度相当于20个人工喷洒；三是解决人工只能喷洒在叶面的弊病，利用螺旋桨产生的风力携带农药喷洒至叶背，360°无死角喷洒；四是喷洒高度可达50m，药物雾化程度高，喷洒均匀，利于控制药量。

3.资源调查：城市的园林绿化工作应建立资源调查库，资源调查工作是一项繁忙的工作，耗时耗力，许多城市不太重视，要做到每年更新资源库数据更是难上加难。利用无人机可以极大提高室外调查效率，用计算机对采集图像的处理等技术又可以极大提高图像、数据的分析效率，从而快速准确建立资源库。

4.航拍摄影：对公园绿地、生态廊道等区域利用遥感航拍技术进行空中摄影拍图，可以记录园林绿化建设全过程，让人们更加立体的了解园林绿化建设工作内容，珍惜爱护园林建设成果，进一步宣传当地园林绿化；还可以制作最新地形地物资料，为科学决策园林绿化事业发展提供准确信息。

5.科研：与国内先进无人机研发单位联合开展试验研究，加速无人机在园林绿化方面的研究及推广应用。据报道2016年1月21日，深圳莲花百川科技有限公司和四川省农科院成立无人机农业试验联合实验室，开展防治小麦锈病和白粉病科研。