低空无人机遥感 主要内容 四 二 三 一 无人机遥感基础 无人机系统组成及特 点 无人机遥感的发展 无人机遥感的应用与展望 无人机遥感的概述 无人机：Unmanned Aerial Vehicle，缩写UAV，利用无线电 遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机 随着测绘科学技术的发展，各个领域对遥感数据的需求逐渐增加 ，但数据获取的手段相对不足以无人机为空中遥感平台的遥感技术，正 是适应这一需要而发展起来的一项新型技术 无人机遥感：利用先进的无人驾驶飞行器技术、遥感传感 器技术、遥测遥控技术、通讯技术、GPS差分定位技术和遥感 应用技术，具有自动化、智能化、专题化，快速获取国土、 资源、环境等的空间遥感信息，完成遥感数据处理、建模和 应用分析能力的应用技术 遥感 低空空域 – 根据《低空空域使用管理规定（试行）》定义： • 低空空域原则上是指全国范围内真高1000米（含 ）以下区域山区和高原地区可根据实际需要， 经批准后可适当调整高度范围 低空空域分类 – 低空空域按管制空域、监视空域和报告空域以及目视飞行航 线进行分类 • 管制空域是指为飞行活动提供空中交通管制服务、飞 行情报服务、航空气象服务、航空情报服务和告警服 务的空域。
• 监视空域是指为飞行活动提供飞行情报服务、航空气 象服务、航空情报服务和告警服务的空域 • 报告空域是指为飞行活动提供航空气象服务和告警服 务，并根据用户需求提供航空情报服务的空域 • 目视飞行航线是为确保航空用户能够飞到预定空域， 且飞行人员在目视条件下飞行的航线 低空无人机类型 低空无人机 (UAVs) 左: 四轴旋翼无人机 右上: 固定翼无人机 右下: 旋翼无人机 固定翼无人机 • 固定翼飞机（fixed-wing aircraft ）泛指比空气重，有动力 装置驱动，机翼固定于机身，而且机翼本身不会相对机身 运动，靠空气对机翼的作用力而产生升力的航空器 固定翼无人机起飞方式 • 跑道滑行 • 手抛 • 弹射 • 跑道滑行 • 伞 • 摩擦滑行 固定翼无人机降落方式 eBee无人机 • 瑞士senseFly • 搭载的Sequoia包含 了4个1200万像素 的感应器，可以拍 摄4种谱段的数据 （近红外、红边、 红、绿），同时另 外还有一个1600万 像素的感应器可以 在飞行同时拍摄用 以分析的可见图 像 固定无人机 中国兵器工业集团 中兵光电科技股份有限公司 Cont. 桂林鑫鹰电子科技有限公司 Cont. 中国航天科工集团，第三研究院，第八三五七研究所 Cont. 中航工业通飞 应用实例 起飞视频 旋翼无人机 • 直升机是一种由一个或多个水平旋转的旋翼提供 向上升力和推进力而进行飞行的航空器 深圳大疆 无锡汉和航空技术有限公司 问题：四旋翼和六旋翼 谁的稳定性更好、谁的 用电效率更高？ 主要内容 四 二 三 一 无人机遥感基础 无人机系统组成及特 点 无人机遥感的发展 无人机遥感的应用与展望 无人机遥感系统的组成 无人机遥感系统以无人驾驶飞行器为平台,负载数码相机、数码摄录机等 数字遥感设备进行拍摄和记录,通过遥感数据处理技术进行影像的同步传 输,以实现对地理信息的实时调查与监测 低空无人机系统的组成 地面站 地面站 无人机遥感的优点——与传统卫星遥感相比 1 2 4 3 主要主要 优点优点 （1）快速的机动响应能力 应用机动灵活,能通过地面运输快速到达指定目标区域。
起飞 方便,可以通过车载或者地面方式从多种地域直接发射,通过 滑行和伞降的方式进行回收 （2）操作简单、目的明确 智能化和自动化事先设制飞行路线,在飞行中校对和调整 来达到对目标的精确测量通过故障自动诊断及显示功能 来排出故障 （3）使用成本低 无人机体形小，耗费低，系统的保养和维修简便 （4）高分辨率遥感影像数据获取能力 无人机搭载的高精度数码成像设备,具备面积覆盖、垂直或倾 斜成像的技术能力，获取图像的空间分辨率达到分米级 无人机遥感影像数据特点 3 高分辨率遥感影像数据获取能力获取图像的空间分 辨率达到了分米级，但其影像存在像幅较小，相片数 量多，工作量较大，效率低，影像的倾角过大且倾斜 方向没有规律的问题，给连接点的提取和布设带来困 难 最大特点 无人机遥感平台的稳定性不如有人操纵飞机，高空风 力的影响易使飞行轨迹不规则，部分偏离主航道，这 就使得拍摄的影像航向重叠度和旁向重叠度不规则， 影像间的重叠度相差加大 影像的变形较大，单幅相机与地物空间的投射映射关 系比较复杂，镜头畸变很大，影像内部几何关系比不 稳定，影响的倾斜变形较大，同时地面的起伏对像片 的影响也较大 1 2 3 无人机遥感影像数据处理 目前针对无人机 的航片处理软件主要 在全自动化摄影测量 处理上进行提升。
以 中国测绘科学院为主 研制的MAP-AT软件在 全自动化空中三角测 量、自动DEM采集、 自动DOM制作上取得 了很多的技术突破 流程图 主要内容 四 二 三 一 无人机遥感基础 无人机系统组成及特 点 无人机遥感的发展 无人机遥感的应用与展望 无人机遥感的发展 关键技术 无人机航空遥感平台集成技术无人机遥感 平台的结构可以分为飞行器分系统、测控及 信息传输系统、信息获取与处理系统及保障 系统 遥感数据的实时获取与下传由于高分辨率航空 遥感设备产生的数据量大，目前在实时下传过程 中多采用高压缩比的有损图像压缩技术，所导致 的误差限制了航空遥感在一些高标准领域的应 用 遥感数据的地面接收与处理建立固定和移动地面 数据接收站；建立有海量数据存储、管理和分发能 力的数据中心；建立图像数据库；进行图像数据的 辐射纠正，几何纠正 拟解决 无人机遥感的发展 遥感技术的发展 遥感传感器技术 飞行姿态控制技术 数据传输存储技术 各种数字化、体积小、探 测精度高的传感器的不断 面世,传感器由早期的胶 片相机向大面阵数字化发 展,目前国内制造的数字 航空测量相机具有8000多 万像素,能够同时拍摄彩 色、红外、全色的高精度 航片。
无人机要完成自主飞行 航拍任务,需要对姿态 回路和水平位置和高度 回路都具有良好的控 制飞行姿态控制技术 从无人机诞生之初到现 在经历了非线性动态, 自适应反推和神经网络 智能控制阶段 原始的无人机航拍图 像数据量大，因此需 要进行压缩存贮和传 输由于无人机图像 质量差,易受环境干 扰,其码率跳动变化 大,对于带宽受限的无 线信道传输具有很大 挑战 主要内容 四 二 三 一 无人机遥感基础 无人机系统组成及特 点 无人机遥感的发展 无人机遥感的应用与展望 无人机遥感的应用与展望 地质灾害中的应用 地质灾害发生时，对救援工作最重要的资料就是灾害现场第一手调查数 据无人机遥感可以实现数据实时传输，地面同步进行数据处理，在短 时间内获取精确遥感图件在地质灾害遥感数据获取后，通过数据拼接 与精确校正，可形成 DOM、DEM、微波遥感与热红外等数据，为地面灾情 解译提供了丰富的数据源 滑坡遥感影像图 裂缝遥感影像图 无人机遥感的应用与展望 森林资源调查与监测中的应用 无人机遥感在资源调查与监测方面的应用主要是土地、资源调查与分类， 环境监测等张园等根据无人机遥感特点，结合GIS、GPS，以森林资源二类 调查为例，探讨无人机遥感技术在森林调查中的应用，指出无人机遥感在 森林精确区划调查和病虫害监测中的良好应用前景。
拼接和几何校正后的无人机航片 森林区划用图 无人机遥感的应用与展望 农作物长势监测 模拟器训练 结束语 无人机遥感技术作为一种新型的航空摄影测量方式，具有续 航时间长、影像实时传输、高危地区探测、成本低、机动灵 活等优点,已成为卫星遥感与有人机航空遥感的有力补充 无人机成为理想的遥感平台，还有多个关键技术，无人机 GPS定位技术、小面幅遥感数据快速纠正和配准技术；如何 在保持其技术优势的前提下更有效地解决其旋偏角大、影像 不规则等影像存在问题 无人机遥感技术以其独特的技术特点必将在地理国情监测、 应对重大突发事件、数字城市建设、国土资源调查、测绘等 诸多领域发挥积极作用 结论 。