測(cè)繪無(wú)人機(jī)在江河湖海領(lǐng)域中的應(yīng)用

與船載設(shè)備調(diào)查、海面浮標(biāo)等常規(guī)的海面監(jiān)測(cè)相比，利用無(wú)人機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行海洋監(jiān)測(cè)具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：

①它不受地理位置、天氣和人為條件的限制，可以覆蓋地理位置偏遠(yuǎn)、環(huán)境條件惡劣的海區(qū)及由于政治原因不能直接去進(jìn)行常規(guī)調(diào)查的海區(qū)。具有機(jī)動(dòng)靈活、快速反應(yīng)的優(yōu)勢(shì)，操作簡(jiǎn)單，到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)速度快。

②無(wú)人機(jī)監(jiān)測(cè)覆蓋范圍廣，由傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)手段的定點(diǎn)監(jiān)測(cè)擴(kuò)展為面狀監(jiān)測(cè)，更有利于獲取綜合、全面的海量信息。

③與遙感衛(wèi)星相比，無(wú)人機(jī)具有更高的時(shí)間分辨率，重訪時(shí)間靈活，在環(huán)境允許的情況下即可執(zhí)行任務(wù)。

④具有更高的空間分辨率，無(wú)人機(jī)平臺(tái)高度靈活可變，遠(yuǎn)低于衛(wèi)星高度，飛行速度也相對(duì)較慢，分辨率一般在分米、厘米級(jí)。

⑤具有更低的費(fèi)用成本，無(wú)人機(jī)不僅造價(jià)低廉，并能重復(fù)使用，根據(jù)需求可以更換搭載不同的載荷，具有一機(jī)多用、多事同行的優(yōu)勢(shì)。

⑥與有人機(jī)相比，無(wú)人機(jī)準(zhǔn)備安排時(shí)間短，可迅速出動(dòng)，占用空間相對(duì)小，方便乘載在船體上，并且可在危險(xiǎn)任務(wù)中避免機(jī)員傷亡。




災(zāi)害監(jiān)測(cè)：近年來(lái)，滸苔、赤潮、海冰、風(fēng)暴潮等海洋自然災(zāi)害頻發(fā)，不斷影響我國(guó)沿海地區(qū)的生產(chǎn)和生活，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。然而，對(duì)這些災(zāi)害缺乏全面、及時(shí)的信息掌握，造成預(yù)報(bào)不及時(shí)、監(jiān)測(cè)不準(zhǔn)確和處置不合理等結(jié)果。利用無(wú)人機(jī)搭載遙感傳感器攝取災(zāi)害區(qū)影像，搭載攝像設(shè)備拍攝現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)視頻，獲取災(zāi)情信息比其他常規(guī)手段更加快速、客觀和全面，能夠達(dá)到災(zāi)前預(yù)報(bào)、災(zāi)中監(jiān)控、災(zāi)后評(píng)估“三效合一”的監(jiān)測(cè)效果。

災(zāi)前預(yù)報(bào)：利用無(wú)人機(jī)在災(zāi)害頻發(fā)時(shí)段加強(qiáng)對(duì)海域的巡檢，視察防暴大堤是否受損，調(diào)查滸苔、赤潮、海冰的分布，預(yù)測(cè)走向，及時(shí)向可能受到危害的地區(qū)發(fā)布災(zāi)害預(yù)警；并且可通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的觀測(cè)，掌握災(zāi)害發(fā)生的規(guī)律，以便在后期做到提前預(yù)知，采取應(yīng)對(duì)措施。

災(zāi)中監(jiān)控：在海洋災(zāi)害發(fā)生時(shí)，一方面，通過(guò)無(wú)人機(jī)調(diào)查災(zāi)害發(fā)生的范圍、程度，制定合理的消災(zāi)方案，另一方面，利用無(wú)人機(jī)在空中獲取的實(shí)時(shí)遙感影像、視頻，布置消災(zāi)方案，指揮消災(zāi)任務(wù)，觀察消災(zāi)成效。

災(zāi)后評(píng)估：與GIS 技術(shù)相結(jié)合，對(duì)無(wú)人機(jī)獲取的受災(zāi)海域遙感數(shù)據(jù)分析，提取受災(zāi)范圍、受災(zāi)等級(jí)、損失程度等量化信息，指導(dǎo)災(zāi)后補(bǔ)救和后期防范。



港口、河流入?？?、近海岸等水陸交界地帶是人類活動(dòng)相對(duì)頻繁的海域，在人為因素和自然因素的作用下，這些區(qū)域的地形地勢(shì)變化也比較頻繁。在人為因素方面，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和需求，人們對(duì)水陸交界海域的開發(fā)利用度不斷增強(qiáng)，例如填海造地、養(yǎng)殖區(qū)擴(kuò)展、港口平臺(tái)搭建等；在自然環(huán)境因素的作用下，海岸侵蝕造成海岸線變更，入海口沖擊、淤積等原因造成入?？诘匦巫兏?。加強(qiáng)對(duì)這些海域的測(cè)繪，對(duì)指導(dǎo)人們的開發(fā)和利用具有重要意義。

利用無(wú)人機(jī)進(jìn)行海洋測(cè)繪，比傳統(tǒng)的測(cè)繪方法速度快，并能深入海水區(qū)域，獲取的遙感數(shù)據(jù)具有更高的空間分辨率，可以完成大比例尺制圖。從無(wú)人機(jī)遙感影像中可以提取海岸、入海口、港口等海域的輪廓線及其變化，結(jié)合GIS 技術(shù)對(duì)面積、長(zhǎng)度、變化量等量化分析并預(yù)測(cè)變化趨勢(shì)。在填海造地時(shí)，利用無(wú)人機(jī)搭載LiDar 實(shí)時(shí)測(cè)量填造區(qū)域，指導(dǎo)工程的實(shí)施。利用SAR和高光譜遙感數(shù)據(jù)可以探測(cè)淺海區(qū)域的海底地形，繪制海底地形圖。利用LiDar 數(shù)據(jù)建立海岸線DEM，為風(fēng)暴潮的預(yù)警提供參考。在海島礁測(cè)繪中，利用無(wú)人機(jī)同時(shí)搭載LiDar 和光譜傳感器獲取多源數(shù)據(jù)，提取海島礁的輪廓線、面積、DEM、覆被類型等信息，可建立三維海島礁模型。


海洋是全球氣候變化中的關(guān)鍵部分，海表溫度、鹽度、海面濕度等環(huán)境參數(shù)是全球氣候變化、全球水循環(huán)、海洋動(dòng)力學(xué)研究的重要輸入?yún)?shù)。遙感技術(shù)是快速大范圍監(jiān)測(cè)海洋環(huán)境參數(shù)的有效手段，可以對(duì)海洋長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)觀測(cè)，為氣候變化、水循環(huán)和海洋動(dòng)力等研究提供依據(jù)數(shù)據(jù)。

無(wú)人機(jī)可以監(jiān)測(cè)局部重點(diǎn)海域的環(huán)境參數(shù)，是衛(wèi)星遙感大范圍監(jiān)測(cè)的重要補(bǔ)充，為海洋區(qū)域氣候、海洋異常變化、海洋生物環(huán)境、入海口海水鹽度變化、沿海土地鹽堿化等研究提供數(shù)據(jù)信息。無(wú)人機(jī)獲取的海洋環(huán)境參數(shù)還可以為海上油氣平臺(tái)、浮標(biāo)、人工建筑等耐腐蝕性、抗凍性研究提供數(shù)據(jù)支持。

無(wú)人機(jī)配備微波輻射計(jì)、熱紅外探測(cè)儀、高光譜成像儀等傳感器探測(cè)海洋得到遙感數(shù)據(jù)，利用海洋參數(shù)的定量遙感反演算法模型反演海洋的各個(gè)參數(shù)。目前，反演模型大多是統(tǒng)計(jì)模型，利用遙感數(shù)據(jù)與反演的海洋參數(shù)之間建立起統(tǒng)計(jì)關(guān)系，通過(guò)統(tǒng)計(jì)回歸的方法可以反演得到海洋溫度、濕度、鹽度等環(huán)境參數(shù)。