无人机遥感技术在环境保护领域中的应用研究

黄乐辉王欣欣

（江西科技师范大学摘江西南昌）*

要：本文对无人机遥感的定义作了具体阐述，在分析其基本构成部分的基础上，对其应用特征作了分析，重点关注了无人机遥感系统在环境保护中的现实作用与价值。实践表明，无人机在生态保护、环境监测、突发环境事件和建设项目环境保护等方面表现出显著的应用优势，其市场应用前景十分广阔。关键词：无人机遥感技术；环境保护；应用研究如今，随着我国的工业化和城镇化建设进程的加速推进，人们面临的环境压力在不断地增大，环境保护要处理的任务也在不断地增多。许多突发事件会对环境产生污染，使得环境污染的防治和减排压力在不断增加，对于安全和经济发展产生了较大的影响。但是，以往的环境保护和地面检测手段能够测量的范围不大，而且发挥的作用十分有限，难以在时空上保持持续性，无法对环境的质量和动态变化进行回应，所以无法跟上社会快速发展的需要。由此，无人机遥感技术诞生。无人机技术作为一项空间数据获取的新手段，具有续航时间长、影像实时传输、高危地区探测、成本低、分辨率髙、机动灵活等优点，可作为航空、航天遥感的有力补充，能够提高污染物排放量和生态环境状况核定的精度，是对常规环境监测、突发环境污染灾害应急监测的重要补充手段。人机任务仓中。基于遥感传感器控制装置来分析，其支持等距离间隔运行、等时间间隔运行与载荷定点运行等功能，在设计上要求与控制系统、飞行导航系统结合起来，可以对飞行平台的运行状态、经纬度与高度等参数进行记录。数据传输系统可以分地面与空中两个部分，其均配置有天线、数据传输接口及电台装置，其承担着地面监控中心与无人机飞行平台之间的控制指令与数据传输任务。在固定翼无人机设计中，还配置了发射与回收系统。野外保障装备是指无人机遥感系统野外工作的运输装备和机械维护装备等，是无人机航摄作业的基本保障。二、无人机应用特点

从实践操作角度来分析，无人机遥感技术表现出众多应用优势，可以作为航空航天遥感外的一种补充监测方式。具体优势表现为：第一，有很强的目的性。无人机遥感系统在实际应用中，可以依据作业需求，针对性配置不同软件与遥感设备，可以为不同类型遥感监测、不同行业监测提供支持。第二，快速对外部进行响应。无人机系统能够在短时期内进行较快的运输、容易进行操作，只要进行短时间的准备工作，则可以快速飞行至检测区域，可以在12h内，获得遥感监测参数。第三，成本低。无人机遥感系统相对有人驾驶飞机来看，其作业成本更低，且飞行控制十分简单，操控人员可通过简单培训后使用无人机设备，设备的存放和维护工作会变得十分的便利，可以减少设备进行调试和维护的成本。第四，图像分辨率清晰。无人机遥感捕获的图像质量较高，其分辨率可以为分米级，在1:1万甚至更大比例尺应用中具备优势。在无人机中可以配置数码成像设备，以确保其作业精度，可以支持倾斜、垂直与覆一、无人机遥感系统的基本组成

无人机(UAV)，指的是一种无人驾驶飞行器，其操作可以为机载计算机控制，也可为无线电遥感设备控制。从无人机遥感系统构成角度来分析，其主要部分如下：实时监控平台、动态遥感监测决策系统、遥感监测平台、地面保障系统、地面测控系统、无人机飞行平台、数据链路与后期处理系统。无人机飞行平台实际上是无人机装置，其属于飞行载体，配置有传感器、导航器等装置。在实际应用中可以依据作业需要，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。飞行导航控制系统主要包括GPS接收装置、惯性导航装置、飞行控制板与空速、转速、气压传感器等。地面监控系统构成主要包括计算机、无线电遥控器、相关操作软件与供电系统等，该部分是无人机运行状态监控的核心部分。任务设备即实现遥感数据与影像捕获的相关设备，其多以特殊传感器或高分辨率摄像机为主，固定安装在无*

JXJG-15-10-9）课题来源：本文为江西省教改课题《基于Unity3D的虚拟实验教学设计应用研究》（编号：阶段性研究成果。

作者简介：黄乐辉，江西科技师范大学教育学院副教授，研究方向：高等教育；王欣欣，江西科技师范大学教育学院研究生，研究方向：多媒体技术与应用。

2017行政事业资产与财务

年月（下）公共管理

盖等方式的成像。第五，使用便利。在具体操作上实现了自动化作业，操控十分简单，且其支持故障自动诊断操作。在飞行过程中出现故障或失灵问题，可自动飞回起飞点位置，并保持盘旋状态。故障消除后，可继续回到原来的地点执行飞行任务。三、无人机遥感系统在环境保护领域中的应用

1.在建设项目环境保护管理中的应用

基于项目建设环境评估问题来分析，环评单位在进行环境影响评价文件编写时，需分析项目区域的地形状况，如项目处于重点发展区域或城市近郊，则可通过测绘部门、规划部门获得相关图像，而在偏远的区域，则无法达到上述目标。就算是能够找到图纸，也可能是时代久远，或者是低精度的图像，难以用于充当底图使用。如采取临时安排人员绘制，则会让评价文件的编制时间延后，而一些环评单位为在规定时间内完成测评，会选择一些清晰度较差、时效性不足的图件作为底图进行分析。无人机遥感系统能够为上述问题找到解决措施，它能够在环评单位找到清晰度强的，而且是时效性高的图像作为底图，能够降低在危险、偏远地区的踏勘作业量，并有效保障环境影响评价作业的效率，可以为环保部门项目审批提供可靠数据。将无人机遥感系统应用于项目建设环保验收环节，可以将该环节的图件与环境影响评价环节的图件进行对比，从而更为清晰的了解项目建设范围、平面变化、生态破坏及恢复、居民拆迁等相关问题，能够有效地评估项目建设对于周围地区的影响。2.突发环境事件应急无人机遥感监测

在对突发环境事件进行监测的过程中，无人机技术借助于自身的优势，能够在第一时间里取得突发环境事件所在区域的环境发展现状、影响区域和传播范围等信息。用无人机技术对环境进行监测是一项高技术的工作，可为环境事件进行及时处理和决策提供出重要的依据。在2010年7月16日，因违规操作，大连新港内一艘30万吨级油轮输油管线路爆炸，造成了大火，并让大量原油入海，引起50km2海面污染。国家环境保护部门立即安排无人机进行监察，实现了天空地三位一体的同步监测，这是环境保护部在执行环境监测任务的时候，首次利用无人机开展重大环境事故的监测工作。在恶劣条件下无人机顺利完成了低空侦查任务，获得了大量海面油污数据，对溢油进展进行了动态跟踪，为应急管理提供了宝贵数据。3.在环境监测中的应用

无人机遥感系统能够在更加广泛的范围内进行连续性的监测，可迅速对环境现状进行分析和查找。借助系统配置的多光谱成像仪装置，可以获得相应的多光谱图像，对地表水环境质量进行全面监测，可以提供排污口污染信息、悬浮物、水华、水体透明度等新，依据这些信息推出专题图，进而对污染物进行了监测。可以将移动大气自动监测装置安装至无人机平台之中，借助该装置来完成相关区域的大气状况监测与分析。4.在生态保护中的应用

由于自然保护区和饮用水源保护区都是位置偏远，面积广大，而且是交通不便利的区域，所以对生态保护工作无法细致的推进。环保部门能够借助于无人机遥感系统，并在每年的同一时间里取得特殊保护区域内的具体影像，对这些影像资料进行逐年分析，通过处理可以直观了解到环境植被覆盖度变化状况，了解其生态环境的动态发展过程。通过无人机遥感系统所捕获的遥感图像，其分辨率较高，借助这种优势，可以对区域内不同植被类型的替代现象进行分析，为区域植物生态研究提供具体资料。无人机还可捕获非法侵占自然保护区的影像，为生态保护与执法提供现实依据。四、发展方向与前景展望

在环境保护领域，要想让无人机遥感系统发挥更为显著的作用，需要关注以下问题，做出积极改进。（1）研发智能传感器装置，为多类别污染因子监测提供支持，开发各类应用软件，面向不同用户提供特定的影像资料与数据信息。（2）科学选定评价指标与模式，进一步探索无人机遥感在环境质量评价领域的应用方法。（3）培养复合型人才，要求其具备外业飞行、数据处理、环节保护、遥感技术等知识，构建高水平的作业队伍。在未来发展中，无人机遥感技术会在多个领域获得深度应用，如救援、地质、国土、林业与规划等。无人机遥感系统已经具有较大的优势，能够在新的历史时期更好地为环境保护工作的开展提供重要的技术支持，适应未来工作的要求，继续为我国环境保护事业的发展作出更大的贡献。参考文献

1.雷添杰，李长春，何孝堂．无人机航空遥感系统在灾害应急救援中的应用.自然灾害学报，2011，20（1）.2.温奇，陈世荣，和海霞等，无人机遥感系统在云南盈江地震中的应用.自然灾害学报，2012，21（6）.（责任编辑：兰卡）