关于无人机技术在航标领域应用展望研究

2018-02-17卜玉郑祥鑫

珠江水运 2018年15期

卜玉郑祥鑫

摘要：随着社会经济的持续发展，无人机技术得到不断的更新换代，在航标巡检、应急反应、损害评估等多个领域中得到应用。利用无人机能够对中分辨率、高分辨率等遥感图像对辖区水域内部的航标状态进行检测，并且为海洋环境变化情况等提供有效的判断依据，与现代化的航标管理手段相结合，具有十分广阔的发展空间。基于此，本文将对无人机遥感技术进行介绍，并对该技术在航标领域中的应用进行分析与展望。

关键词：无人机技术航标领域应用

1.引言

无人机属于一种无人驾驶的飞行器，通过无线遥感设备对其进行操控，无需飞行员进入到机舱中驾驶即可完成飞行任务，极大的提高了设备的应用效率。与人为驾驶的飞机相比，无人机的主要优势在于能够利用其完成一些人为不可能完成的任务，但是需要严密的控制系统作为支撑，根据实际任务需求搭载应用设备，以此来保障任务的顺利运行。

2.无人机遥感技术概述

2.1遥感技术

遥感技术是在航空摄影技术的基础上产生的，在20实际60年代诞生，并且作为一项新技术在多个领域得到广泛应用，包括水温、地质地理、资源环境、气象等等，具有较强的实用性与先进性。從广义上来看，主要是指从距离较远的位置通过探测、接收等方式获取到目标物体信息，并且对信息进行传输和处理之后，获取到物体的属性、分布情况等多项特性的技术。

2.2无人机遥感

所谓的无人机遥感主要是指利用先进的无人机飞行器技术、通讯技术、遥感技术、GPS差分定位技术等，对国土、环境、资源等空间遥感信息进行获取，具有专业性、智能化、自动化等特征。无人机遥感自身具备机动、经济、快速等多项优势，目前已经受到世界各国专家与学者的关注，在研究内容上也开始从开发逐渐转变为实际应用中，将成为未来航空遥感技术的主流。

2.3无人机的航拍与监测

与其他设备相比来看，无人机在范围较小、高度较低、精度较高的区域中进行监测与航拍时，其自身的优势能够得到进一步发挥，采用无人机完成具有上述特征的任务时能够具有较强的经济性，并且任务完成的效率较高，投入成本较低。无人机的使用能够在较短的时间内快速的完成空中作业，设备中载运数码摄像机、光学相机等设备，能够根据实际任务的需求对目标进行拍摄和监控。利用无人机进行拍摄时，拍摄图像的分辨率能够达到厘米级别，对于建筑物等多样化形状的目标来说，可以实现近距离、多角度的拍摄，不存在死角。无人机所传输来的航拍图像能够对所有目标物的位置进行展现，并且对拍摄范围内的道路、河流、地形、城市区域等全部清楚准确的展现出来。

3.无人机技术在航标领域中的应用分析

在我国航运经济不断发展的背景下，港口数量与船舶数量不断增加，海上突发事故、交通事故也时有发生，使航标部门的工作量日益增加，保障航海安全的责任更加重大。因此，通过将现代化装备应用到航标工作中的方式，能够使航标工作质量与效率得到进一步的提升。在此背景下，无人机技术得到了有效的更新与优化，具有成本较低、功能全面、维护便利等多项功能，成为航标维护与管理中十分重要的技术之一，具有十分广泛的应用空间。

3.1在航标维护方面的应用

例如，在湛江航标处中，2004年到2014年的十年时间里，航标数量增长了将近3倍，但是岗位职工的人数却没有随之增加，致使航标维护与管理方面工作十分严峻。在以往的航标维护中，主要采用定期对海上航标进行巡检的方式进行，由于海况将受到多种因素的影响，并且投入的成本较高、效率较低，因此在维护中存在一定的风险。现阶段，随着遥感测控技术的不断发展，使航标维护水平得到显著增强，但是由于无法直观形象的进行探测，因此在效率方面始终需要进一步加强。在此基础上，将无人机应用到航标领域当中，通过视频图像的方式展示出海上航标情况，能够为航标部门提供有力的管理依据，实时掌控航标当前情况，并且根据实际情况对航标进行有针对性的管理和维护，进而达到提升航标维护效率的目标，无人机航飞行器如图1所示。将无人机技术应用到海上航标维护工作当中，能够极大的减轻工作人员的工作量与负担，形成海陆空立体监管模式，将海上巡检、陆地遥控、空中监测相结合，并且最后实现了全方位覆盖的航标维护新体系。

3.2海上应急管理方面的应用

通过多年的实践经验能够看出，在对抗海冰灾害、溢油实战等工作中，单纯的凭借主观能动性是远远不够的，还要提升装备、手段的辅助作用，以此来增强应对海冰灾害的作用，提升应急反应的效率。海冰灾害与突发事件具有较强的破坏性、紧迫性、突发性与不可预见性，主要是由于此类事件突然发生，并且具有较强的破坏性与非正常性，进而带来了十分严重的后果。因此，在对突发事件进行处理的过程中，具有较强的紧迫性，通常需要在较短的时间内迅速判断出事件发生的原因，并且尽快的达到现场、了解现场情况、制定处理对策等，通过正确科学的指挥将灾害和损失降到最低状态。将无人机在海上应急事件处理中的应用主要体现在以下方面。

（1）快速响应

对于小型无人机来说，其自重大约在几千克到十几千克之间，利用手提电脑或者遥控器变能够对其进行操纵，无人机小分队的人数只需2-3人即可完成任务。即便到达现场的道路受到阻断，也同样能够在徒步的情况下到达。对于尚未完成组装的无人机来说，部分零件的大小相当于一个行李箱，因此在运输方面十分便捷，应对海上突发事件的响应能力也十分快速的敏捷。另外，无人机还能够在较为恶劣的环境下使用，对于多变的气象情况具有较强的适应能力，受到阴雨天气、海上风浪、雾气等影响程度与常规船舶相比较小，能够在6级风力的基础上完成任务。

（2）数据采集

无人机的应用能够在其到达现场以后，在较短的时间内将拍摄到的视频、音频信息等传递到航标运保处，为指挥者的科学决策提供极大的便利。在无人机的配置方面，主要是多媒体采集系统，能够完成对音频、视频等多样数据的采集工作，通过无线传输等方式，将拍摄和采集到的信息传输给地面接收机，如图2所示。在无人机中承载的摄像机能够将视频数据的编码进行压缩，通过图像的方式将视频、音频信息输送到航标运保中心。如若无人机中配置了数码摄像机，则由于清晰度较高，则能够对现场情况进行高质量的采集，通常数据传输的距离能够达到30km左右。

3.3节能减排方面的应用

在航标处能源消耗量最大的便是航标船舶，海上航行过程中的耗油量为0.15-0.2t/h，如若每次巡检的时间为3小时，则耗油量将达到0.45-0.6t，而采用无人机来完成同样的任务，在耗油量上仅为5-6升，甚至不产生油耗，在节能减排方面效果十分显著。在对海上航标进行维护和管理的过程中，采用中小型的无人机效率将更加显著，例如固定翼无人机、无人直升机等，不但具有更加理想的响应速度，而且更加符合我国提倡的节能减排的目标。