无人机航空遥感系统在灾害应急救援中的应用自然灾害具有突发性特点,灾害应急救援的关键是灾害发生后的快速反应。及时快捷的灾情信息对于及时制定救援策略,提高救援效率和质量起着至关重要的作用。目前,由于卫星遥感和载人航空遥感在获取灾害信息时受时空分辨率、外界环境和使用成本的影响,其在灾害应急救援过程中的作用受到限制。无人机航空遥感系统具有实时性强、机动灵活、影像分辨率高、成本低的特点,且能够在高危地区作业。论文首先介绍了无人机航空遥感系统的组成,并结合无人机航空遥感系统在汶川大地震应急救援中的应用实例,总结了其在灾害应急救援方面的应用,最后就无人机航空遥感系统在灾害应急救援中的应用前景进行了展望。
1.无人机航空遥感系统介绍
无人机航空遥感系统主要由无人驾驶飞行器、飞行控制系统、稳定云台、任务传感器、无线通讯系统、数据处理与应用分析系统以及地面控制系统等几部分组成,
无人机航空系统在灾害应急救援中的应用
无人驾驶飞行器采用的是无人飞机,其由发动机、舵机、飞行控制单元、无线通讯单元、GPS单元、姿态测量单元、自反馈稳定云台等部分组成,如图所示。飞行控制系统包括机载控制单元和地面监控站两部分。机载控制单元采用模块化设计,固化到无人飞行器内部;地面监控站实时进行飞行状态、任务状态监视与调控。稳定云台自动监测飞行器的航向、俯仰角、翻转角,通过三轴自反馈控制平台,实现任务传感器基本上保持与地平面平行,基本实现垂直投影。任务传感器可以根据遥感任务要求,配备数码相机、数码摄像机、红外摄像仪、高光谱仪等传感器设备。数据处理与应用分析系统,能够实时进行视频图像和多光谱图像自动批处理、快速边缘检测识别和结构数据量算,实现对监测目标的快速定位、分类、特征参数统计和发展态势预测以及专题信息提取和制图。
地面控制系统主要通过无线通讯系统,设置无人机的飞行轨迹,采集无人机的飞行参数,接收、监视无人机所携带任务传感器采集的数据,根据无人机的飞行参数和作业任务,实时调整无人机的飞行姿态和作业任务。系统的主要结构如图3所示。
2.无人机航空遥感系统在灾害应急救援中的应用介绍
无人机航空遥感系统可用于资源调查、环境监测、灾害应急救援等多个领域。下面就无人机航空遥感系统在洪涝灾害监测评估、气象灾害监测、地质灾害巡查与防护、地震灾害救援与灾情评估等方面的应用进行简单介绍。
2.1洪涝灾害监测评估。
目前,洪涝灾害监测方法主要是通过地面上的水文实测站点获取的水文数据分析整个流域的汛情。这些点上的分布特征,难于形成完整的面上信息。利用无人机航空遥感系统拍摄的灾情信息比其他常规手段更加快速、客观和全面。其主要应用包括:
(1)利用航拍结果,进行对比分析,详细分析汛情的发展,研究汛情的变化情况,把握汛情现状和发展趋势。
(2)在航片上提取洪水范围,评估灾害损失情况。
(3)结合地形数据可以确定水位和水深,结合土地利用数据库可以确定不同的土地淹没类型和面积。
2.2气象灾害监测。
利用无人机航空遥感系统提供的灾情信息和图像数据可以进行灾害损失评估与灾害过程监测,估计灾害发生的范围,准确计算受灾面积及其灾害损失评估。对于雨雪、冰冻灾害可以对低温的发生强度以及低温冷害的分布范围实施实时动态监测,并且能够迅速地研究低温冷害发生发展的一般规律,为相关部门及时采取有效救灾措施提供及时全面的信息。
2.3地质灾害巡查与防护。
我国是地质灾害最为严重的国家之一。无人机航空遥感系统提供的地质灾害区图像包括地质、地貌、土壤、水文、土地利用和植被等信息,这些信息构成地质灾害灾情评估的基础数据,对于提高该区域地质灾害管理和灾情评估的科学性、准确性和有效性非常重要,而且可以大大提高减灾、抗灾、防灾的效率和现代化水平。对于山体滑坡和泥石流等重大地质灾害,可以分析灾害严重程度及其空间分布,帮助政府分配紧急响应资源,快速准确地获取泥石流环境背景要素信息,而且能够监测其动态变化,为准确的预报提供基础数据。
2.4地震灾害救援与灾情评估。
地震具有突发性和强破坏性的特点,地震灾害的救援过程中,情报的时效性非常关键。地震发生以后,必须快速掌握地震灾害早期综合情报,快速调查清楚地震灾害造成的损失,以便迅速准确地制定救灾决策和实施措施,把灾害造成的损失减少到最小。但是,由于震后通讯、交通中断,而且,地震后往往余震不断,采用常规手段无法快速了解灾情信息。无人机航空遥感系统可以快速获取地震灾区信息,利用其搭载的传感器真实记录灾区地球表面的自然地貌、人工景观以及人类活动的痕迹,能够准确客观、全面地反映地震后灾区的全面景观,为震害调查、损失快速评估提供科学依据,而且可以确定极震区位置、灾区范围、宏观地震烈度分布、建筑物和构筑物破坏概况以及急需抢修的工程设施等,以便为震后速报灾情、快速评估地震损失、救灾减灾提供决策。www.handom.net