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贵州三院无人机航摄系统研发应用纪实
发布时间:2014/10/29     点击次数:930

 近年来,贵州省成功地将无人飞行器低空遥感监测技术应用于国土资源动态监测,并在测绘地理信息领域产生了较好的示范应用效果,使得贵州成为我国首批进行部省联合开展示范应用的省区之一。

不畏艰难“吃螃蟹”

    贵州省国土资源厅对使用无人飞行器进行国土资源遥感监测工作高度重视,从2005年开始就采用中国测绘科学研究院研制开发的无人飞行器遥感监测系统,在贵州联合进行了多次验证航拍和示范应用。经过产学研等多方合作和试验,为无人机系统,尤其是测绘型无人机航摄系统在特殊地形地貌及气候条件下的适应与实用性工程化的改造,为在更广泛的行业领域应用,做了大量试验性探索,并取得重大突破。
    经过数年的探索与建设,贵州省第三测绘院已为贵州省唯一拥有国家甲级航摄资质的单位,拥有3套无人机系统成套装备和国家地理信息应急监测车系统、11架无人机,6种机型、2台专用车、36套摄影测量工作站及各类先进的影像处理软件,还同步配置有RTK、静态GPS、全站仪等设备,累计设备投入达到1000万元以上;培养和锤炼了一支能打硬仗的专业技术队伍,出色地完成了动态监测、应急保障、测绘成图等各类任务,为国土资源管理及社会各行业提供了及时可靠的基础数据保障。

积极推进研发应用

    自2009年贵州省第三测绘院装配无人机航摄系统以来,根据实际生产项目的不同需求,引进、改进、研发了多种机型,自主研发改进了多种任务搭载设备,并在后期数据处理中不断提升处理能力和处理效率,不断丰富和完善成果类型。
    为满足大面积国土监测工作需要,该院与北京天下图数据技术有限公司联合开发了长航时无人机飞行系统,该系统续航时间为8小时,续航半径为400公里,于2012年8月在贵州试验完成首飞。在此基础上,结合航摄窗口期,该院自行研制出了续航时间为4小时的中航时无人机飞行系统,并搭载了超远距离飞机跟踪设备及增强型远距离抗干扰电台。该机型适应贵州复杂地形条件下的起降需求,可实现异地起降,续航半径为200公里,单架次航摄面积超过100平方公里。2013年,该院采用该机型完成了贵州省锦屏县的全县大面积航摄工作。
    为满足突发事件视频监控的需要,该院引进了轻型电动无人机,并通过自主研发,在该机型上搭载了小型高清摄像及实时传输设备,可实时提供应急现场的高清视频,为应急调度及现场处置提供参考。
    为满足对精度的需求,经过技术攻关,将差分GPS设备成功装载到无人机上,并解决了曝光点精确同步标定问题、GPS后差分数据处理难题及不同坐标系间数据转换问题。经实地验证,在无地面控制点的情况下可达到平面2.5米的精度,1:2000航测可减少60%地面控制点。

无人机应用显成效

    一是在国土资源动态监测与管理工作中发挥重要作用。利用该系统获取的高空间分辨率数据与规划数据结合,可快速反映国土资源违法使用情况,并确定其准确位置、面积或高度,为国土资源执法提供服务。2010年至2013年,利用系统为贵阳市城市观山湖区违章建筑严重区域进行航拍服务,取得了真实客观的现场环境资料,有力地支持了城市综合执法取证工作。
    二是在地灾调查和救灾应急快速响应中应用成效明显。近年来,贵州省第三测绘院对全省85个县市、共149个重大地灾隐患点进行了航拍,飞行架次140个,航拍面积1380余平方公里,影像分辨率0.2米。该成果已入库,并建立三维地形模型,可全面直观地了解隐患点的现状,为科学防治提供准确的空间数据支持,为救灾提供完整准确的灾区空间信息服务。
    三是成为基础测绘的数据采集和更新的新手段。由于贵州多云多雾、地形复杂,传统航飞的照片中经常出现云雾遮盖区和地形死角,利用无人机机动灵活、云下飞行的特点,可作为传统航测的有力补充,成为基础测绘数据采集的重要手段。贵州重点城镇实用地理信息数据库中就有很多利用无人机低空遥感系统制作的矢量数据和正射影像数据。另一方面,基础数据需要不断的更新才能保证现势性,而地物要素的变化往往是局部的,因此对局部数据的快速更新是基础测绘地形图生产更新、基础地理空间框架维护的难点之一。无人机快速机动、低成本正好能满足这一需求,可作为数据更新的重要手段。
    四是为其它测绘服务提供基础数据航拍。贵州无人机低空遥感技术除主要服务于国土资源管理工作需要外,还为社会提供了不可替代的服务,典型的应用服务有贵阳市城市违章建筑区域综合执法所需的航拍监测、贵州省烟草行业现代农业示范区航拍监测等,拓展了系统的应用面和服务领域,取得了较好的社会效益。


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