淺談無人機(jī)航攝在青藏高原的發(fā)展

程紅

摘要：近年來， 無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)得到廣泛關(guān)注。該測量技術(shù)具有高效快速以及靈敏的特點(diǎn)，此外該技術(shù)還具有作業(yè)成本較低，使用條件限制低等優(yōu)點(diǎn)，無人機(jī)航空拍攝技術(shù)在獲取較高分辨率影像方面具有很強(qiáng)的優(yōu)勢。在工程技術(shù)中采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)分類的方法能夠很好的提高該技術(shù)的工作效率。本文分析了基于無人機(jī)的航空攝影測量在青藏高原的發(fā)展及前景。

關(guān)鍵詞：無人機(jī)航測；青海省地礦測繪院；青藏高原發(fā)展

青海省是我國西部地區(qū)的一個(gè)重要省份，其經(jīng)濟(jì)形式比較單一，工業(yè)處于欠發(fā)達(dá)狀態(tài)，人民生活條件較差。然而青海地區(qū)獨(dú)特的地貌特征以及特有的高寒條件使得青海地區(qū)具有世界屋脊職稱。青海地區(qū)的平均海拔均高于4500m，青海地區(qū)是我國現(xiàn)代冰川的發(fā)育地，此外大面積的凍土也是青海地區(qū)重要特征，該地區(qū)的凍土地表呈現(xiàn)單一。上述特征使得青海具有無人機(jī)禁區(qū)的稱號。然而最近我省依靠先進(jìn)的技術(shù)手段打破了這個(gè)禁區(qū)神話的傳說，我省依靠特有的技術(shù)使得無人機(jī)在青海地區(qū)自由的翱翔。

無人機(jī)具有體積小，機(jī)動(dòng)靈活等優(yōu)點(diǎn)。此外，無人機(jī)無需專用的跑道進(jìn)行起降，所以無人機(jī)技術(shù)具有很強(qiáng)的操作空間。應(yīng)用無人機(jī)獲取航空影像進(jìn)行地形圖的測繪可以減少現(xiàn)有測繪技術(shù)中的很多不便，例如成本高，應(yīng)用條件高等。所以說無人機(jī)航空攝影是對傳統(tǒng)攝影技術(shù)的補(bǔ)充，為快速降低反應(yīng)成本提供了新的可能。

青藏高原氣溫變化較大，傳統(tǒng)的航測，衛(wèi)星航測技術(shù)常會受到意外的限制，然而，無人機(jī)具有靈活，操作成本低等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用到青藏高原信號啟動(dòng)，獲取高分辨率圖像中。然而無人機(jī)的飛行姿態(tài)具有不穩(wěn)定性，此特點(diǎn)致使無人機(jī)拍攝的圖像變形較嚴(yán)重，這也限制了無人機(jī)在測繪行業(yè)的廣泛深入應(yīng)用。當(dāng)前研究者把重點(diǎn)放在了如何快速，高效地獲取拍攝圖像，因此推廣無人機(jī)具有重要的作用與意義“低空無人飛行器航測遙感系統(tǒng)”與傳統(tǒng)航空攝影測量相比，在靈活性、使用成本以及對場地和天氣的依賴性等多方面具有顯著的優(yōu)勢。有著非常好的發(fā)展和推廣前景。

利用無人飛機(jī)航拍航測快速獲取高分辨率影像資料，獲得地圖測繪和地理信息數(shù)據(jù)，助力地質(zhì)找礦、防災(zāi)減災(zāi)、交通建設(shè)等是近幾年全國剛剛興起的新技術(shù)。由于高原地區(qū)高寒缺氧，無人機(jī)面臨電池、發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降，動(dòng)力不足等問題的制約，青藏高原被很多業(yè)內(nèi)人士譽(yù)為無人機(jī)的禁區(qū)。隨著我省地質(zhì)找礦進(jìn)程加快，如何拓寬無人機(jī)在高海拔地區(qū)的應(yīng)用范圍，提供更詳盡的測繪資料，成了制約我省地質(zhì)找礦的一大難題。為此，從2012年開始，我省在引進(jìn)無人機(jī)航測隊(duì)后，致力于無人機(jī)航測技術(shù)在高原的實(shí)際應(yīng)用，不斷攻克許多高原飛行的難題，為高海拔地區(qū)地質(zhì)找礦運(yùn)用無人機(jī)航空攝影測量提供測繪保障，積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

據(jù)了解，我省無人機(jī)科研項(xiàng)目開始于2012年5月，經(jīng)過短短一年的時(shí)間，青海省地礦測繪院科研人員成功探索出了一套適合在高海拔復(fù)雜地形、高寒缺氧等特殊環(huán)境下低空航空攝影測量的技術(shù)流程和操作方法。填補(bǔ)了我省在高原礦區(qū)無人機(jī)自主飛行獲取影像數(shù)據(jù)和應(yīng)用無人機(jī)航測技術(shù)測繪1比2000大比例尺地形圖的空白，研究成果達(dá)到國際先進(jìn)水平。

從2012年5月開始，青海省地礦測繪院開始調(diào)研什么機(jī)型適合青海，并采購了6種機(jī)型11架飛機(jī)開始試飛。第一次試飛，科研人員選擇了海拔相對較低的南川工業(yè)園區(qū)，首飛結(jié)果還不錯(cuò)。緊接著，無人機(jī)在科研人員的改造中，從海拔三千米的同德到海拔四千多米的昆侖山口，無人機(jī)不斷挑戰(zhàn)著更高的海拔。

如今，青海省地礦測繪院已經(jīng)探索了一套適合在高海拔復(fù)雜地形、高寒缺氧等特殊環(huán)境下，低空航空攝影測量的技術(shù)流程和操作方法，保證了無人機(jī)的安全。

2013年3月31日，青海省科技廳組織省內(nèi)外有關(guān)專家對青海省地礦測繪院完成的“無人機(jī)航測技術(shù)在青藏高原礦區(qū)應(yīng)用研究”項(xiàng)目進(jìn)行了成果鑒定。該項(xiàng)研究經(jīng)對無人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)選型和起落架的改造，首次將無人機(jī)航測技術(shù)應(yīng)用于青藏高原礦區(qū)的攝影測量作業(yè)，其飛行高度達(dá)4300米。探索了一套適合在高海拔復(fù)雜地形的航測技術(shù)操作方法。

青海省地礦測繪院基于固定翼無人飛機(jī)航攝系統(tǒng)，研究了無人機(jī)航測在高原礦區(qū)特別是高海拔礦區(qū)開展航空攝影、相片控制、內(nèi)業(yè)加密、立體測圖等技術(shù)，獲取了分辨率為0.18米的120平方公里的影像數(shù)據(jù)， 繪制了25平方公里1∶2000遙感正射影像圖、數(shù)字高程模型、數(shù)字線劃圖、數(shù)字地表模型，航攝影像質(zhì)量和成圖精度均達(dá)到規(guī)范要求，為下一步的地質(zhì)勘查和“數(shù)字礦山”建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。

專家建議，今后應(yīng)加強(qiáng)高海拔和低溫缺氧對飛機(jī)性能、飛控設(shè)備影響的研究，這對應(yīng)用無人機(jī)在高海拔地區(qū)進(jìn)行應(yīng)急指揮、地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)報(bào)、礦產(chǎn)資源開發(fā)監(jiān)測、生產(chǎn)大比例尺地形圖等具有重要的工程實(shí)踐意義。低空無人飛行器測繪遙感系統(tǒng)，是繼衛(wèi)星遙感和有人駕駛飛機(jī)遙感之后的一種新型航空遙感監(jiān)測系統(tǒng)，其前景廣闊，可用于地礦、水利、信息等很多領(lǐng)域。

從4300米到4600米、再到5520米。近一兩年，我省首支無人飛機(jī)航測隊(duì)在高海拔地區(qū)高寒、缺氧特殊條件下，不斷攻克技術(shù)難題、刷新航測高度，在5520米的飛行高度成功獲取高分辨率影像數(shù)據(jù)，創(chuàng)造了運(yùn)用無人機(jī)低空航攝技術(shù)在高海拔地區(qū)獲取高分辨率影像的新紀(jì)錄，成為了高原測繪地理信息新技術(shù)發(fā)展史上一個(gè)新的里程碑。

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