无人机遥感技术及其在环境保护领域中的应用

摘要：笔者在这里将对无人机遥感技术和它的相关特征进行相应的探析，另外对于无人机遥感技术在环境保护领域中的应用也会重点分析。这几年无人机遥感技术，不管是在生态保护还是环境监测等方面都有显著的优势，因此可以看出无人机遥感技术的应用前景是非常广阔的。

关键词：无人机遥感技术   应用探析   环境保护领域

虽然说我国的工业化和城镇化建设提高了人们的生活水平，但是在一定的程度上也给人们居住环境带来了一定的破坏，注重对环境的保护和治理已经成为国家非常关注的问题。在工业化和城镇化建设过程中，会发生许多突发性事件，这些事件都会对环境造成严重的污染，因此必须要加大对环境污染的防治力度。另外，我国工业化和城镇化建设的迅速发展不仅给环境带来了一定的污染，更对人们的生命安全产生了较大的影响。但是之前对环境保护或者地面检测的技术手段是非常有限的，而且以往的检测技术手段并不能实时动态的反映出环境的质量，另外，它在时空上也有很大的缺陷。所以说以往的技术手段完全不能满足现代社会发展的需要，因此必须要运用新型的技术获取环境质量数据，无人机技术便由此诞生了。无人机技术不仅灵活，而且能够长时间的对高危地区进行探测，另外，无人机技术也有利于对环境的常规检测和对突发污染灾害的及时监测。

一、无人机遥感系统的组成

（一）无人机飞行平台

无人机是由空中或者地面的控制系统对其进行控制，从而实现自动摄影获取数据，另外，无人机到平台就是其本身，无人机内搭载着很多任务设备、传感器和导航器等。无人机也可以在地面或者空中控制系统的控制下实现对数据的自动传输等功能。

（二）无人机的飞行导航和控制系统

无人机的飞行导航和控制系统在无人机正常飞行中具有非常重要的作用，实现飞行的正确导航和对飞机的有效控制是保证飞机以正常姿态飞行的基础。现在很多无人机内都安装了自动驾驶仪，这样就可以在没有驾驶员的情况下实现无人机升空后自动工作的状态。另外，可以根据无人机实际应用作业的不同，针对性的布置无人机操作任务，这样就能够获得有效特点定遥感数据。可以依据作业需要，在飞行平台中可以针对性布置任务设备，从而获取特定的遥感数据。飞机上的GPS接收装置、惯性导航装置、飞行控制板和空速、气压传感器等都属于飞机飞行导航系统部件。无人机上的任务设备是用来实现遥感数据和影像捕获的，因此无人机上的任务设备大部分是有高分辨率，或者特殊传感器的摄像机。无人机上的摇杆传感器控制裝置必须要和控制系统以及飞行导航系统结合，这样才能及时有效记录无人机运行状态以及飞行高度等参数。

（三）无人机地面监控系统

无人机地面监控系统是用来实现对无人机工作状态的时刻监控，它的组成部分包括无线电遥控器、地面供电系统、监控计算机和监控软件等。地面监控系统能够根据无人机的飞行状态，通过数据传输系统向无人机的飞行导航和控制系统发送特定的数据或者控制指令。另外，无人机地面监控系统也能够有效的接收和储存无人机的相关重要数据，特别是对无人机的飞行高度、空速、方位以及飞行状态等数据的接收和存储。更重要的是，无人机地面监控系统能够在无人机相关数据等误差超出特定限度时，及时发出报警提示。

（四）无人机数据传输系统

同样无人机的数据传输系统也包括空中数据传输系统和地面数据传输系统，这两个传输系统都包括数据传输电台、天线、数据传输接口等部件，数据传输系统的任务是用来实现地面控制中心和飞行控制系统以及飞行导航系统之间的控制指令和特定数据传输。另外，无人机数据传输系统也是实现无人机能够按照地面控制中心的旨意进行相应活动的保障。

（五）固定翼无人机的发射和回收系统

相关设计人员在对固定翼无人机进行设计的过程中，将发射和回收系统设计在其中。为了更好的保障无人机野外航摄作业的安全，在无人机内还配置了野外保障装置。固定翼无人机的发射系统能够实现无人机在一定距离内的加速飞行，也为固定翼无人机的起飞速度提供了保障。另外，固定翼无人机的回收系统能够更好的确保无人机的安全着陆，在一般情况下，固定翼无人机的发射和回收都是采用滑跑的方式实现的，不过当其降场地条件不允许时，固定翼无人机一般采用弹射发射和伞降回收方式。

二、无人机遥感系统的应用特点

在实践应用中表明无人机遥感技术具有非常多的优势，它完全可以作为一种新的补充监测方式。

（一）无人机遥感系统具有很强的目的性

在实际对无人机遥感系统的应用过程中，能够发现无人机遥感系统具有非常强的目的性，相关工作人员会根据作业任务的不同，为无人机配置不同的软件和遥感设备，这样就能够有效的获取所需要的数据。

（二）无人机遥感系统能够快速响应外部信息

无人机遥感系统不仅能容易操作，而且能够在非常短的时间内对外部信息做出回应，为无人机能在短时间内获得监测参数提供了保障。

（三）无人机遥感系统的成本较低

与需要驾驶员的飞机相比，无人机遥感系统所需的成本较低，另外，应用无人机遥感系统，能够实现对飞机的有效控制，而且无人机遥感系统相应设备的存储和维护工作都不复杂，在一定的程度上大大减少了设备维护成本。

（四）无人机遥感系统捕获的图像分辨率非常高

应用无人机遥感系统捕获的图像具有非常高的分辨率，这样不仅能够保证成像的质量，而且可以为无人机多种成像方式提供保障。

（五）无人机遥感系统的操作也非常便利

无人机遥感系统的操作非常简单，它的整个操作过程都是自动化的，而且在无人机出现故障时，它能够自动对飞机进行诊断。另外，如果在飞行的过程中出现失灵情况，也不会出现意外，因为飞机能够自动飞回到起飞位置，直到消除故障才会继续进行。

三、无人机遥感技术在环境保护中的应用

人们对自己所居住的环境越来越重视，因此相关的建设项目也必须要经过严格的评价和测定，确保建设项目对水环境、声环境、生态环境等不会造成太大的不良影响。那么在对建设项目进行评价和测定的过程中，自然少不了无人机遥感技术的应用，当今我国的无人机遥感技术已经相对完善和成熟，不管是在国土监察领域，还是在气象遥感领域都有着广泛的运用。当然，无人机遥感技术在环境保护领域应用的过程中所取得的成效也是非常令人满意的，无人机遥感技术能够有效的提高应急效率。另外，无人机遥感技术也能够及时快捷的为工作人员提供灾情信息，帮助工作人员及时有效的制定出相应的救援策略，这样不仅有效的提高了救援效率，而且也提高了工作人员的工作质量。就前几年南方的雨雪冰灾灾害来说，无人机遥感技术不仅在灾情监测勘查、灾情评估、现场救灾指挥工作方面为工作人员提供了有效的帮助，而且在受灾面积估算、灾后重建工作等方面也体现出无人机遥感技术的有效性和及时性。另外，就在前几年辽宁环境航空应用工程中心研制出了低空无人机遥感系统，这一遥感系统不仅具有非常高的分辨率，而且在对污水处理厂的环境检测以及环境评价等工作方面为工作人员提供了有力的数据支撑。当今的科研人员有一个非常具有实用价值的研究课题，那就是将无人机遥感系统与专题图联系在一起，这样能够有效的为工作人员在需要把偏远地区的地形图作为底图时提供帮助。另外，无人机遥感技术还能够依靠自身的高分辨率分辨出同一区域内不同的植被类型或者植被的替换情况，这样就能为从事植被研究的相关人员提供参考和帮助。

四、无人机遥感技术在建设项目环境保护中的应用

建设项目工作人员在对环境问题进行评估或者文件编写时都可能会因为区域地形的影响，没有办法获取到准确的图像，从而降低工作质量。特别是在对偏远地区建筑项目进行环境评测时，在很大的程度上都没有办法达到预期的目标。很多时候工作人员就算找到了当时的建筑项目图纸也会因为图像精度的影响，没有办法将所找到的图纸当作底图使用，这个时候如果安排相关的人员对建筑项目图纸进行重新绘制，不仅会延长评测文件的编制时间，更没有办法保证评测文件的质量。在这种情况下，充分运用无人机遥感技术就显得至关重要了，它不仅能够为工作人员找到清晰度好的图纸，也更能够保证底图的实效性，这样就可以有效的解决上述问题。特别是在危险度较高的工作状态下，无人机遥感技术能够有效的降低危险系数，提高工作效率。另外，将无人机遥感技术应用在项目建设环保验收工作中也是非常有必要的，无人机遥感技术能够帮助工作人员有效的了解项目建设范围以及相关的居民拆迁问题，同时也为工作人员评估建筑项目对建筑区域环境的影响提供依据。

五、无人机遥感技术在环境保护突发事件中的有效监测

由于无人机遥感技术自身的优势，因此它在突发事件监测过程中发挥着非常重要的作用。无人机遥感技术，能够在非常短的时间内获取突發事件环境区域内的重要信息，这样就能够有效的提高相关工作人员的工作效率。另外，无人机遥感技术在环境监测方面的应用也算是一项非常高的技术，它是相关工作人员对环境事件处理的重要依据。就前几年油轮输油管线路爆炸事件来说，国家在事件爆发后及时安排无人机进行现场监察工作，这一决策不仅加快了事件解决的速度，而且为整个工作过程提供了安全保障。

六、无人机遥感技术在环境监测中的应用

无人机遥感技术能够大范围的实现环境监测，不仅能够提高对环境现状的分析效率，而且能够实现对地表环境质量的全面检测。另外，无人机遥感技术可以为相关的工作人员提供污水污染信息，进而帮助工作人员对污染物进行及时监测。当然，相关的研究人员也能把移动大气自动监测装置与无人机平台相结合，进而更好的实现对大气状况的监测和分析，同时也能在一定的程度上提高工作人员对大气状况的监测效率。

七、无人机遥感技术在生态保护中的应用

在我国许多饮水保护区都非常偏远，而且大多数自然保护区和饮水保护区的面积都非常大，另外饮水保护区和自然保护区的交通也极不便利，这样就给相关的工作人员带来了极大的困扰。由此可见，无人机遥感技术在生态保护工作中的推进是十分必要的，在生态保护工作中推进无人机遥感技术能够帮助环保部门及时获取保护区域的影像资料，进而保证相关工作人员对保护区域的情况做到及时充分的了解。另外，将无人机遥感技术应用在生态保护工作中能够帮助工作人员及时获取非法侵占自然保护区的影像，进而更好的促进生态保护工作的顺利进行。

八、对遥感技术在环境保护领域的发展展望

无人机遥感技术在环境保护工作中有着非常重要的作用，因此相关部门必须要积极的推进无人机遥感技术在环境保护领域的应用。当然，科研人员也要不断的探索努力研发出更多的智能传感器装置，为环境保护工作做出更大的贡献。另外，就软件开发行业的研究人员而言，应该积极的开发出不同的应用软件，为用户在数据信息搜索和影像资料搜索方面提供帮助。更重要的是国家应该加大复合型人才的培养力度，要努力建设出具有高技术水平的作业团队，这样才能更好的促进无人机遥感技术的应用和发展。

九、结语

相关的工作人员一定要积极的将无人机遥感技术应用在环境保护工作中，要充分发挥无人机遥感技术分辨率高、灵活、响应速度快，客观准确等优势，将无人机遥感技术应用在环境保护的各个领域。更重要的是无人机遥感技术能够为环境保护工作的工作质量提供质量保证和技术支持，因此无人机遥感技术一定会在技术不断成熟的条件下为环境保护领域做出更大的贡献。

参考文献：

[1]张昭云，江洪，许志海，等.联合利用无人机和卫星影像更新困难地区地形图的方法[A].第二届“测绘科学前沿技术论坛”论文精选[C].2010.

[2]刁静静，袁占良，陈继平，等.无人机载单CCD四波段多光谱相机的几何预处理[A].第四届“测绘科学前沿技术论坛”论文精选[C].2012.

[3]李雷，张海涛，李兵.无人机影像在大面积1∶2000地形图测绘中的应用研究[A].第四届“测绘科学前沿技术论坛”论文精选[C].2012.

[4]马轮基，孙涵，马瑞升，等.地基、空基、天基结合洪涝灾害调查评估试验[A].中国气象学会2005年年会论文集[C].2005.

[5]吕书强，晏磊，张兵，等.无人机遥感系统的集成与飞行试验研究[J].测绘科学，2007，（01）.

[6]杨燕明，郑凌虹，文洪涛，等.无人机遥感技术在海岛管理中的应用研究[J].海洋开发与管理，2011，（01）.

（作者简介：鲁群岷（通讯联系人），女，副教授，博士，主要从事环境保护、油气管道腐蚀研究。单位：重庆能源职业学院。）