无人机遥感海洋监测技术及其发展

1、无人机遥感海洋监测技术及其发展我国地域辽阔，海岛众多，随着“海洋强国”战略的实施，海岛地 区成为缓解国民经济的重要保障，同时也是维护海洋权益的重要战略。 目前，海岛的过度开发导致海岸线位置发生变化，海洋生态环境恶化， 严重影响海岛资源的可持续发展。海洋经济的快速发展加剧了海岛空 间信息的应用，急需新的技术对海洋的现状进行监测。由于海岛的地 势、地貌较为复杂，常规的人工测量难以完成地理空间采集的任务， 现有的卫星遥感技术的分辨率较低，航空遥感成本较高，容易受到天 气的影响，使得很多海岛地区的地形数据更新缓慢。近年来，无人机 遥感技术得到了发展与应用，无人机遥感技术具有高时效性、低成本 的特点，同

2、时还有高自动化的专业处理软件的支持，能够满足海洋地 区获取地理空间信息的要求，获取海岸线变化以及海洋的现状，在海 洋监测中的应用一片光明。1无人机遥感技术无人机就是使用无线电智能操控不载人飞机并完成监测任务，可 以通过计算机智能操控，对空间的要求较低，操作方便，成本低，不 会受到环境的影响，适应能力非常强，适合危险系数高的任务。无人 机可以搜集高分辨率的影响资料，与卫星遥感技术相比，不会受到恶 劣天气的影响，弥补了传统卫星远距离采集的弊端。遥感技术作为一 种新兴的探测技术，在电磁波理论的支撑下，能够远距离对物体的情 况进行观察，并搜集被监测对象的紫外线活动，并对数据进行整合， 从而完成对监控对

3、象的识别。通过遥感技术能够对高分辨率的影响资 料进行快速查询，对搜集到的信息进行整合和传送，与无人机相结合， 将其应用在海洋领域的监测中，能够更好地实现对海洋的管理。2海洋监测现状及无人机的应用需求2.1海洋资源环境监测我国有着非常丰富的海岛资源，渔业发达，但是近年来海洋领域受到各方面的破坏。为了保护海洋环境，维护海洋领域安全，国家对 重点海洋区域的巡逻力度加大，但是还是会受到外界条件的限制，当 遇到突发事件时无法进行及时的回应与处理。无人机的飞行速度快， 监测的面积广，能够对海洋变化进行实时监测，第一时间获取有用的 资源，快速发现海上突发情况，对海冰分布情况进行实时监测，为海 上工程提供一手

4、资料，高效率的完成海洋环境监测的重任。2.2海洋动态监测与执法我国海洋面积辽阔，海洋工程不断增加，违法打捞，占用港口等 活动严重影响了海洋的正常秩序，地面监测与船只巡逻等已经无法满 足海洋监测的需求，转型能力较差，无法对违法用海的活动进行详细 取证，无法保证海上安全。2.3海洋突发情况应急响应海上自然灾害容易造成海洋事故，针对海上救援工作，传统的海 洋救援应急响应能力不足，对搜救的范围有限，阻碍了海上救援的速 度，无法在第一时间得知海洋事故并赶往事故地点，事故现场无法与 救援中心取得高效速接；另外，针对海洋的灾害情况，比如海上油轮 泄露，会对海洋造成非常大的破坏，海洋有关部门需要快速了解事故

5、发生的具体情况，船舶监测技术无法快速了解灾害情况，无法立即采 取补救措施。海上舰艇、卫星遥感等监测技术已经无法满足现有的工 作需求，相比之下，无人机遥感技术的相应时间快，具有较强的灵活 性，同时应用成本低，在恶劣的天气下也可以正常监测，对海上应急 监测具有极大的帮助。3无人机遥感海洋监测技术的具体应用3.1灾害监测近年来海洋自然灾害事故时有发生，比如风暴潮、赤潮等，严重 影响我国沿海地区居民的正常生活，为沿海地区居民带来巨大的财产 损失，使用人工监测的技术对这些灾害事故无法预测全面，不能对信 息有快速及时的掌握，容易造成预报不及时情况的发生，而且监测的 数据不够准确，容易造成处理偏差等情况。使

6、用无人机遥感技术对灾 害进行影响摄取，搭配影响设备对海洋进行视频录取，以获取灾害的 具体情况，能够获得更加全面的灾害情况，对灾前预报与监控的监测 效果极好。3.2海洋测绘在人为或者其他自然条件的影响下，港口、河流入口等交界地特 别容易发生地形地势的变化人。随着经济的发展需要，人们会对水陆 交界的区域进行开发，比如填海造地，发展养殖业等，会造成地形地 势的变化；在自然环境的影响下，入海口的冲击会造成海岸线发生变 化，从而造成地形变更，对这些区域进行监测，将会对海岸的管理起 到重要作用。使用无人机对海洋进行监测，比传统的监测方法更快更 好，无人机技术能够对海水的区域范围进行扩大，以获得具有更高分

7、辨率的遥感数据，完成海洋数据分析。主要表现在以下几方面：3.2.1海冰监测海冰是海洋冬季比较严重的灾害之一，海冰遥感能确定不同类型 的冰及其分布，从而提供准确的海冰预报。海冰可分为冰山、冰块、 新冰、一年饼等不同类型的冰龄及其成因都是不同的。无人机技术从 而可以掌握海冰的形成、生长、移动、消亡等过程。有了这些资料， 就可做出冰情预报，也可提供海冰参数。3.2.2赤潮分析在我国，从渤海湾到南海，近几年来，每年都有多次赤潮发生。 无人机遥感可监测某些赤潮发生的范围、时间和地点，并根据水文气 象资料进行赤潮的实时速报。3.2.3海洋动力遥感观测风力、波浪、潮流等是塑造海洋环境的动力，利用RS，GPS

8、等现 代海洋观测技术可以大范围快速、准确、直接地获得海洋动力信息， 利用SAR对浅海区域进行探测，建立DEM，为风暴潮的到来提供数 据参考。使用无人机技术进行海岛礁监测时，可以获得更多关于海道 礁的信息，以更好的完成对海岛的监测。此外，利用无人机遥感影像对海岸以及港口的信息进行提取，与GIS技术相结合，对海洋的面积以及变化的情况进行分析预测；利用 无人机搭载对填海造地工程进行指导。3.3海洋参数反演对全球气候变化进行监测时，海洋是最为关键的一部分，海表的 温度与海面的湿度参数都是影响全球气候变化的重要参数。无人机遥 感技术是获取海洋环境参数的重要手段，可以对海洋进行长期监测， 对气候变化以及海

9、洋循环等提供详细的数据，无人机还可以对重点海 洋区域的环境进行监测，是卫星遥感监测的重要辅助手段，可以提供 关于海洋异常变化、生物环境变化以及海洋盐度变化的具体数据，为 海洋研究提供数据参考。同时无人机获取的海洋环境参数还可以进为 海上油气平台建设提供耐腐蚀性的数据。3.4海事监管无人机中有配备高分辨率的摄像机和自动跟踪设备，可以对肇事 船舶进行搜救，对海上遇险人员进行定位，并快速达到事故现场，对 发生事故的程度以及救援情况进行预测，将捕捉到的影像进行回传， 为事故调查取证等工作提供准确的参考信息，对事故的发展情况进行 监控，是海事监管救助的重要辅助工具。无人机的抗风性较好，不会 受到外界条件的影响，在恶劣的天气情况下也可以对事故船只进行搜 救，一旦发生危险也不会伤害到搜救人员的人身安全，最大程度的避 免了安全事故的发生，是恶劣天气情况下最可靠的装备。4会吉论无人机遥感海洋监测技术具有高时效性、高灵活性的技术，应用 价值非常高，随着人们对海洋的开发力度不断扩大，需要获取海洋领 域各方面的