无人机航测技术与应用课件：无人机航测技术与应用绪论

无人机航测技术与应用绪论

1.1无人机无人机（UnmannedAerialVehicle，UAV）是一种机上无人驾驶的航空器，具有动力装置和导航模块，在一定范围内靠无线电遥控设备或者计算机程序控制自主飞行。无人机作为一种新型遥感平台，广泛应用于水利工程、油气管道巡检、应急救援、环境监测、农村土地利用调查、城市管理等领域。1.1无人机1.1无人机UAV的研制始于20世纪初有人驾驶飞机诞生后的十几年，经过近一个世纪的发展，已形成了一个大家族。UAV种类繁多，从动力、用途、控制方式、航程和飞行器重量等方面可分为多种类型。按照系统组成和飞行特点，无人机可分为固定翼型无人机、无人驾驶直升机两大类。1.1无人机固定翼型无人机通过动力系统和机翼的滑行实现起降和飞行，遥控飞行和程控飞行均容易实现，抗风能力也比较强，类型较多，能同时搭载多种遥感传感器。其起飞方式有滑行、弹射、车载、火箭助推和飞机投放等；降落方式有滑行、伞降和撞网等。固定翼型无人机的起降需要比较空旷的场地，适合于矿山资源监测、林业和草场监测、海洋环境监测、污染源及扩散态势监测、土地利用监测以及水利、电力等领域的应用。1.1无人机无人驾驶直升机的技术优势是能够定点起飞、降落，对起降场地的条件要求不高，其飞行也是通过无线电遥控或机载计算机实现程控。但无人驾驶直升机的结构相对比较复杂，操控难度也较大，所以种类有限，主要应用于突发事件的调查，如单体滑坡勘查、火山环境的监测等领域。1.1无人机无人机系统（UnmannedAircraft/AerialSystem，UAS）是一套综合的技术支撑系统，是对无人机概念的扩展，它由机体、机上载荷和地面设备等组成，用于实现无人机飞行、操控、数据处理和信息传递等功能。1.2无人机航测无人机航测是指以无人机为平台的航空摄影测量技术。它利用无线电设备来控制飞行器，通过搭载在无人机平台上的任务设备来快速获取信息。无人机航测是传统航空摄影测量手段的有力补充，具有机动灵活、高效快速、精细准确、作业成本低、适用范围广、生产周期短等特点，在小区域和飞行困难地区快速获取高分辨力影像方面具有明显优势。1.2无人机航测

无人机航测可广泛应用于国家重大工程建设、灾害应急与处理、国土监察、资源开发、新农村和小城镇建设等领域，尤其在基础测绘、土地资源调查监测、土地利用动态监测、智慧城市建设和应急救灾测绘数据获取等方面具有广阔前景。1.2无人机航测

无人机航测具有以下优势：（1）快速航测反应能力（2）突出的时效性和性价比（3）监控区域受限制小（4）地表数据快速获取和建模能力强1.3无人机遥感

无人机遥感（UnmannedAerialVehicleRemoteSensing，UAVRS）是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、通信技术、全球卫星导航系统（GNSS）差分定位技术和遥感应用技术，实现自动化、智能化、专业化快速获取国土资源、自然环境、地震灾区等空间遥感信息，且完成遥感数据处理、建模和应用分析的应用技术。1.3无人机遥感

无人机遥感系统（UAVremotesensingsystem，UAVRSS）是一种以UAV为平台，以各种成像与非成像传感器作为主要载荷，飞行高度一般在几千米以内（军用可达10km以上），能够获取遥感影像、视频以及光谱信息等数据的无人机航空遥感与摄影测量系统。

目前，成熟完备的民用UAVRSS主要由飞行平台系统、轻小型多功能对地观测传感系统、数据传输链路、综合保障系统与装置、地面后勤人员等组成。1.3无人机遥感

无人机遥感是我国目前获取厘米级超高分辨力、小时级即时响应遥感地球数据及环境信息的主要技术手段，是人工智能时代新的空间信息产业革命的关键技术。无人机遥感系统由于具有机动、快速、经济等优势，已经成为世界各国争相研究的热点课题，现已逐步从研究开发发展到实际应用阶段，成为未来主要航空遥感技术之一。1.4无人机遥感技术发展历史早期无人机的研制和应用主要用作靶机，应用范围主要是在军事领域，后来逐渐用于作战、侦察及民用遥感飞行平台。20世纪80年代以来，随着计算机技术、通信技术的迅速发展以及各种重量轻、体积小、探测精度高的数字化新型传感器不断面世，无人机的性能不断提高，应用范围和应用领域迅速拓展。世界范围内的各种用途、各种性能指标的无人机类型已达数百种之多，续航时间从一小时延长到几十小时，任务载荷从几千克到几百千克，这为长时间、大范围的遥感监测提供了保障，也为搭载多种传感器和执行多种任务创造了有利条件。1.4无人机遥感技术发展历史传感器也由早期的胶片相机向大面阵数字化图像传感器发展，国内制造的数字航空测量相机拥有8000万像素，能够同时拍摄彩色红外型、全色型的高精度航片。中国测绘科学研究院使用多台哈苏相机组合照相，利用开发的软件再进行拼接，有效地提高了遥感飞行效率。另外，激光三维扫描仪、红外扫描仪等小型高精度遥感器为无人机遥感的应用提供了发展空间。随着我国经济和文化建设的发展，城乡地貌发生着巨大变化，新建的街道、大桥、机场、车站以及土地、资源利用情况综合信息不能及时反映在地图上，无法反映新的地貌。使用资料较为陈旧，常规的成图周期已不能满足需要，利用无人机遥感航拍技术更新的地理资料，会对地区的经济建设起到积极的促进作用。1.4无人机遥感技术发展历史无人机遥感航拍技术是各种先进手段优化组合的新型应用技术。无人机遥感航拍技术以低速无人驾驶飞机作为空中遥感平台，用彩色、黑白、红外、摄像技术拍摄空中影像数据，并用计算机对图像进行加工处理，在设计和最优化组合方面具有突出的特点，是集成了遥感、遥控、遥测技术与计算机技术的新型应用技术，可快速对地质环境