車載無人機在測繪應(yīng)急保障中的應(yīng)用研究

袁鑫桐 王子龍

摘 要：隨著我國科技的不斷進步，無人機技術(shù)已經(jīng)作為一種新型的數(shù)據(jù)獲取手段應(yīng)用于多個領(lǐng)域中，再加上車載無人機具有應(yīng)急響應(yīng)迅速、技能性能優(yōu)越等優(yōu)勢，在我國各行業(yè)中具有廣泛的優(yōu)勢。本文先分析了在國內(nèi)外無人機的發(fā)展情況，然后進一步研究了測繪應(yīng)急保障的必要性和重要意義，然后就車載無人機應(yīng)急測繪系統(tǒng)體系和技術(shù)體系進行了全面的探究，最后就在測繪應(yīng)急保障中車載無人機的應(yīng)用進行了進一步的研究。

關(guān)鍵詞：車載 無人機 測繪應(yīng)急保障

Abstract：With the continuous advancement of science and technology in China， drone technology has been used as a new type of data acquisition method in many fields. In addition， vehicle-mounted drones have the advantages of rapid emergency response and superior technical performance. It has a wide range of advantages in various industries. This article first analyzes the development of UAVs at home and abroad， and then further studies the necessity and significance of emergency surveying and mapping， and then conducts a comprehensive exploration of the vehicle-mounted UAV emergency surveying and mapping system and technical system， and finally the application of vehicle-mounted drones in surveying and mapping emergency support has been further studied.

Key words：vehicle-mounted， unmanned aerial vehicle， surveying and mapping emergency support

我國地域遼闊，各種自然災(zāi)害事件和公共災(zāi)害事件頻頻發(fā)生，這些災(zāi)害事件不僅造成了巨大的人員傷亡和經(jīng)濟損失，還在很大程度上對社會造成了巨大的影響，因此有效地掌握災(zāi)情的情況，對于控制災(zāi)害來說具有重大的意義。在災(zāi)害頻頻發(fā)生的背景下，社會測繪地理信息部門更應(yīng)當(dāng)對突發(fā)的意外事件進行有效地測繪保障服務(wù)，并滿足對突發(fā)事件和意外災(zāi)害應(yīng)急處理的有效性和安全性。

1 國內(nèi)外無人機的發(fā)展概況

無人機誕生于上世紀(jì)初期，并在上世紀(jì)中期開始投入使用，如今全世界各個國家研制出的無人機高達五十多種，不同機型高達三百多種，其中無人機發(fā)展較快且水平較高的國家當(dāng)屬美國[1]。我國從開始研制無人機也已經(jīng)有了四十多年的歷史，尤其是在近些年來研制無人機的效率越來越高，無人機的可靠性和安全性逐漸增強，已經(jīng)慢慢被應(yīng)用到我們生活中的各個領(lǐng)域。如今，我國國內(nèi)的車載無人機采用了高分辨率的影像系統(tǒng)，從而來獲取遙感的影像信息，并利用空中控制系統(tǒng)和地面控制系統(tǒng)來實現(xiàn)對現(xiàn)場情況的真實航拍，從而實現(xiàn)對影像的監(jiān)控、數(shù)據(jù)的壓縮傳輸?shù)?，目前車載無人機在我國已經(jīng)全面應(yīng)用于城市建設(shè)、環(huán)境監(jiān)測、災(zāi)害監(jiān)測以及應(yīng)急指揮等領(lǐng)域，且應(yīng)用效果較為顯著。

2 測繪應(yīng)急保障的必要性

測繪應(yīng)急保障主要是對發(fā)生突發(fā)意外事件的地區(qū)進行有效且實時的監(jiān)測，并全面開展對此地區(qū)基礎(chǔ)地理處理的有效更新和應(yīng)急測繪，在迅速采集數(shù)據(jù)、加工處理以及處理數(shù)據(jù)的過程中，從而形成詳細的地理圖形，讓上級部門能夠更好的了解當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況，更積極的掌握災(zāi)情的動態(tài)和現(xiàn)狀。

測繪應(yīng)急保障的重點是對災(zāi)害發(fā)生進行測繪保障，突發(fā)事件以及人為災(zāi)害事件發(fā)生之后，應(yīng)當(dāng)立即建立測繪保障指揮和測繪保障機制等，這樣看來測繪應(yīng)急保障是構(gòu)建安全、和諧社會的必要保障，也是我國社會經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎(chǔ)，更是推動我國科學(xué)技術(shù)進步的強大動力[2]。

3 車載無人機的測繪應(yīng)急系統(tǒng)的技術(shù)體系

車載無人機測繪應(yīng)急系統(tǒng)主要是由飛行平臺、動力系統(tǒng)、傳感器、飛行控制系統(tǒng)、拍攝規(guī)劃系統(tǒng)以及影像處理中心等組成，基于車載無人機平臺，利用測繪技術(shù)能夠進行大比例的監(jiān)測，并采用衛(wèi)星監(jiān)測手段來實現(xiàn)對影像數(shù)據(jù)和影像的遠程傳輸[3]。

車載無人機測繪應(yīng)急保障技術(shù)中主要包括以下幾個部分，分別是獲取數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)以及服務(wù)信息等。其一獲取數(shù)據(jù)，主要是利用遙感系統(tǒng)和車載無人機等方式獲取現(xiàn)場動態(tài)監(jiān)測的主要數(shù)據(jù)，并通過測繪應(yīng)急處理將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理中心;其二處理數(shù)據(jù)，應(yīng)用一體化的測繪應(yīng)急系統(tǒng)，能夠快速處理生成好的數(shù)據(jù)，并與已有的測繪數(shù)據(jù)進行有效的融合，形成測繪應(yīng)急處理數(shù)據(jù)[4];其三服務(wù)信息，將測繪應(yīng)急處理后的數(shù)據(jù)與現(xiàn)成的數(shù)據(jù)，提供給應(yīng)急部門，當(dāng)意外事件發(fā)生之后，并根據(jù)測繪應(yīng)急保障的相關(guān)機制，制定好測繪應(yīng)急保障的方案，這樣一來能夠迅速的對數(shù)據(jù)進行傳輸和處理，從而更快的形成測繪成果，為測繪應(yīng)急部門提供信息服務(wù)。

4 車載無人機在測繪應(yīng)急保障中的應(yīng)用

我國測繪應(yīng)急保障體系的發(fā)展離不開現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的支撐，例如，車載無人機、航空遙感、衛(wèi)星定位等多種高新技術(shù)，已經(jīng)成為了我國在應(yīng)急管理方面主要監(jiān)測的技術(shù)手段。隨著測繪應(yīng)急水平的逐漸提高，我國測繪應(yīng)急保障也逐漸穩(wěn)定，形成了能夠及時處理、及時傳輸?shù)能囕d無人機應(yīng)急測繪保障裝置，也形成了能夠快速獲取地區(qū)情況的遙感影像，這些技術(shù)的投入應(yīng)用，給我國測繪應(yīng)急保障體系建設(shè)提供了重大的支撐[6]。如今，車載無人機測繪應(yīng)急保障的裝置，主要應(yīng)用于突發(fā)事件以及人為災(zāi)害的現(xiàn)場監(jiān)測，比如洪澇、地震、火災(zāi)之后的指揮工作和搶救工作，為后續(xù)災(zāi)情處理提供有效地應(yīng)急管理，從而能夠為管理部門提供測繪應(yīng)急技術(shù)和成果，讓其能夠迅速的掌握突發(fā)事件和災(zāi)害的地理位置信息、周邊建筑實際情況等。

4.1 在城市火災(zāi)救援中的應(yīng)用

車載無人機同時可以應(yīng)用到城市火災(zāi)救援當(dāng)中，當(dāng)城市意外發(fā)生火災(zāi)之后，要第一時間了解到火災(zāi)的情況，這樣才能更方便火災(zāi)救援工作的進行，但是讓人員去現(xiàn)場監(jiān)測火災(zāi)情況顯然是件危險的事情，越靠近火災(zāi)地區(qū)所受到的災(zāi)害就越大，此時可以利用無人機，發(fā)揮其遙感作用，代替工作人員去監(jiān)測火災(zāi)的情況，監(jiān)測完成之后便可以將災(zāi)情的現(xiàn)場圖片和影像傳輸給救災(zāi)中心，這樣一來通過了解了火災(zāi)的現(xiàn)場情況以及相關(guān)數(shù)據(jù)，便能夠讓消防隊員更好的了解災(zāi)情，從而更好的開展消防救援工作，提高工作效率的同時還能夠降低人員傷亡的幾率。

4.2 在地質(zhì)災(zāi)害救援中的應(yīng)用

近些年來，隨著我國各種地質(zhì)災(zāi)害的頻頻發(fā)生，車載無人機在指揮救災(zāi)的工作中發(fā)揮著重要的作用，當(dāng)?shù)刭|(zhì)災(zāi)害發(fā)生之后，應(yīng)用車載無人機能夠及時有效地獲得災(zāi)區(qū)的最新地理數(shù)據(jù)和災(zāi)情情況，這樣一來便為制定和評估災(zāi)情和計劃提供了有效的依據(jù)，利用車載無人機便能夠及時有效地獲取災(zāi)情地區(qū)的遙感影像，從而幫助救援人員提前了解災(zāi)區(qū)的情況。例如，在2008年的汶川大地震上，隨著八級地震的發(fā)生，還伴隨著一些別的地質(zhì)災(zāi)害，比如泥石流、山體崩塌、滑坡等，這樣一來給地區(qū)道路造成了嚴(yán)重的破壞，更是阻礙了救援的進度，在實際的救援過程中，為了更好且迅速的了解災(zāi)區(qū)的情況，政府派出了無人機前去探測災(zāi)區(qū)的地理情況，并且對受災(zāi)的道路、房屋等作出了良好的動態(tài)監(jiān)測，為開展救援工作提供了良好的信息保障。

4.3 在重點海域監(jiān)測中的應(yīng)用

我國不僅地域面積遼闊，海域面積也同樣遼闊，海域不比地域，很難進行海域情況的動態(tài)監(jiān)測，傳統(tǒng)的監(jiān)測技術(shù)是采用人工監(jiān)測的方法，不僅監(jiān)測周期長，而且監(jiān)測的效果不甚明顯，更不利于海域?qū)崟r情況的監(jiān)測。車載無人機具有監(jiān)測范圍廣、自動程度高、周期作業(yè)短、空間分辨高等特點，能夠在全天時間內(nèi)動態(tài)性的去監(jiān)測海域區(qū)域的實際情況，并快速采用無人機的遙感系統(tǒng)，判斷出海域上的可疑情況，便于相關(guān)人員及時采取應(yīng)對措施。

4.4 在核能泄漏監(jiān)測中的應(yīng)用

隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，核能作為一種強大的能源，在社會經(jīng)濟發(fā)展中占據(jù)著重要的作用，但是當(dāng)大量的核能電站建立了之后，隨之還同時帶來了核能泄露的風(fēng)險，核能一旦泄露后，會嚴(yán)重影響到核電站周圍的環(huán)境。若是當(dāng)核能泄露后，因為核能具有污染性強、危險性高的特點，若是技術(shù)人員采用傳統(tǒng)的處理手段，肯定是無法對泄露的核能進行良好的監(jiān)測的，而采用車載無人機，則不需要人員親自前往核能泄露的區(qū)域，也能夠獲取核能泄露的監(jiān)測情況。例如，在2011年日本的福田核電站泄露事件中，核能泄露后產(chǎn)生了巨大的核輻射，為了及時的了解災(zāi)區(qū)的情況，美國派出無人機對核電站周圍的情況進行了有效地監(jiān)測，并根據(jù)監(jiān)測得到的數(shù)據(jù)了解到了核能泄露的水平，從而進一步制定了核能救災(zāi)方案，更好的處理了核能泄露情況。

5 結(jié)束語

總的來說，車載無人機在做好測繪應(yīng)急保障服務(wù)中發(fā)揮了重要的作用，主要體現(xiàn)在數(shù)據(jù)獲取、處理、傳輸?shù)裙ぷ?，隨著我國信息技術(shù)的發(fā)展，車載無人機的應(yīng)用范圍將會越來越廣泛，在測繪應(yīng)急保障服務(wù)中，車載無人機的應(yīng)用實現(xiàn)了數(shù)據(jù)現(xiàn)場處理、數(shù)據(jù)遠程傳輸、數(shù)據(jù)獲取影像等任務(wù)的完成，這樣一來從根本上大大提升了我國測繪應(yīng)急保障服務(wù)的質(zhì)量和效率。如今，車載無人機已經(jīng)在我國測繪地理信息中心得到了廣泛地研究，并在不斷地投入應(yīng)急救援、農(nóng)村建設(shè)等測繪保障服務(wù)的方面，應(yīng)用前景相當(dāng)?shù)膹V泛。

參考文獻：

[1]張驥. 淺析無人機遙感技術(shù)在測繪應(yīng)急保障中的應(yīng)用[J]. 建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2017（27）：2119-2119.

[2]楊亮，周政，包銀德，等. 無人機航空遙感系統(tǒng)在災(zāi)害應(yīng)急救援中的應(yīng)用[J]. 中國高新區(qū)，2019（21）：22.

[3]張潘，余代俊，索朗江村，等. 無人機遙感系統(tǒng)在應(yīng)急保障中的應(yīng)用[J]. 地理空間信息，2016，14（11）：27-29.

[4]蔣汪洋，劉加生，吳薇. 長航時固定翼無人機在黑龍江省應(yīng)急測繪保障任務(wù)中的應(yīng)用[J]. 測繪與空間地理信息，2020，43（z1）：187-189，193.

[5]田汶鑫，汪超亮，竇帥，等. JBPM在無人機遙感網(wǎng)應(yīng)急調(diào)度管理的應(yīng)用[J]. 航天返回與遙感，2016，37（5）：102-110.

[6]陳薇. 無人機在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用及發(fā)展方向分析[J]. 百科論壇電子雜志，2018（5）：521.

作者簡介

袁鑫桐：（1973.09—），男，漢族，江蘇南通人，大專學(xué)歷，南通星光測繪服務(wù)有限公司工程師。研究方向：測繪。

王子龍：（1987.03.07—），男，漢族，江蘇省 徐州市人，本科學(xué)歷，南通星光測繪服務(wù)有限公司工程師。研究方向：測繪工程。