交通巡查

地形测绘

海事巡航

水利勘察

电力巡检

安防侦察

农林巡线

无人机在交通巡查的应用

民用无人机,由航模时代步入当今的航拍时代,其应用领域在不?#31995;?#24320;拓,无人机?#26377;?#19994;应用是无人机开拓无限可能的模式。各个行业中传统手段无法实现的难题,借助无人机往往能够起?#20132;?#28982;的效果。

功能优势

(1)线路巡检

在公路线路、海航内行航线?#21335;?#36335;巡检中,无人机效率高,可增加巡检频率,加强对线路的了解。

通过公路巡查,可采集全线道路信息,车辙、坑槽等路面破损图片信息采集,回传给地面站,由后台分析软件对图片分析归类,行成分析报告,辅助现场养护任务的决策。公路两侧的违章占地,摆放也可以通过图像对比技术,及时发现处理。

在高速公路危险品事故应急处理问题中,无人机可代替人员进行初步的事故现场勘查,为事故处理方案的制定提供一?#20013;?#24687;,若现场信息不明,贸然出动工作人员进入事故现场,可能会造成不需要的伤亡。

(2)交通协管

无人机在交通协管中,可用于拥堵事件采集、事?#22763;?#22788;快赔、视频抓拍执法、重点车辆查处、案件分析、道路监控等。

交通节点高空视频采集,可对道路基础数据进行采集、存储、应用,对各大路口、重要路段、交通附属设施进行高空视频采集,长期保存,以供交通大数据分析使用。数据可给交通规划、交通建设等部门应用。

交通拥堵节点数据的采集、分析。固定视频的补充,有些地方没有装固定的视频采集点,或者固定采集点的角度没有办法做到很好的体现,用无人机,更好地了解拥堵点交通的情况。

道路交通工程改造前后对比数据的采集、分析。改造前后可以通过视频采集做一个对比,一目了然。

无人机在海事巡航的应用

随着社会信息化程度的提高,空间信息已成为重要的经济资?#30784;?#22269;家益 维护、海洋资源开发、海上安全保?#31995;?#35832;多涉及国计民生的海监任务完成都 需要空间信息的 支持。常规卫星和航空遥感手?#25105;?#22312;海洋环境监测中发挥重 要作用,但对许多分辨率要求高、时间要求快的应急动态监测却难以满足。 无人机系统降低了空域申请困 ?#35759;?#21644;气候影响度,其机动快速?#21335;?#24212;能力的 使用特别适于近海生态环境与突发时间监测。海事无人机主要通过监测和侦 查的方式来维护国家海洋安全以及防治海洋污染,为海洋防灾减灾提供优质 的服务,进而为区域海洋经济发展保驾护航。

功能优势

(1)用于港区、海域内的日常?#24425;?/h5>

我国拥有近300万平方公里的管辖海域,在如此广阔的海域上实施安全监管职责,常规巡逻船存在航速低、视野小、?#24425;?#38388;隔时间长、受自然条件制约程度大等缺陷。在距离相 同的情况下,飞机的?#24425;?#36752;射面积约是船舶的12倍,?#24425;有?#26524;远高于船舶,因此,用无人机进行港区和海域内的日常?#24425;櫻?#21487;以有效提高巡航效率,节省人力、?#21152;?#31561;成本。利 用空中巡航,可以快速发?#26234;?#20239;的威胁船舶航行安全的不利因素,及时查?#30636;?#37319;取消除隐患的应对措施。当然,如果采用船载直升机的形式,通过船、机配合,更可以发挥各自 优势,极大增强执行任务的灵活性。

(2)船舶碰撞及排污、溢油事件的应急调查与取证

当海区发生船舶碰?#19981;?#25490;污事件后,需及时进行现场调查取证。目?#26696;?#36895;船和大?#22270;?#35013;箱船舶的航速超过28Kn(约为50km/h),常规巡逻船航速普遍低于这些船舶,无法追查 逃离现场的肇事船舶。而目前国内无人机的航速普遍超过了100km/h,可以保证调查的及时性,利用机载摄像机等设备快速进行现场取证,并将结果返回给应急指挥中心。海上 溢油发生后的最初?#24863;?#26102;是最有效的行动时机,否则扩散后很难清除。飞机可以借助机载专用设备对重要海域进行溢?#22270;?#35270;?#22270;?#27979;,迅速确定水上排污源位置,辨别和测量水下 污染物,且受白天、黑夜以及天气、海况的影响小,必要时还可通过机载化学物喷洒设备直接参与控制和清除溢油应急行动。

(3)用于海上事?#23454;?#24212;急搜寻与救助

在海上事故遇险人员搜救过程中,海况通常比较恶劣,救助船舶难以确定遇难船只准确位置,从而无法快速接近遇难船只进行救助。无人机具有受海况影响小、视野开阔的优势 ,能迅速搜寻?#21208;輳?#24341;导、指挥救助船?#23433;?#21152;救助,并可直接救助,使救生成功率大大提高。本文根据目前海事系统已开展的各项任务以及无人机的功能特点,按照日常巡航、 航海保障、危管防污、应急搜救等海事业务进行分类,给出了无人机在海事系统中的应用需求如表1。海事系统的联合立体巡航网络

海事系统引入无人机之后,必将拓展原来的海事执法手段。如何有效地利用无人机,建立无人机与现有海事力量的配合与协调工作机制,从而形成海陆空立体式的海事监管网络 模式,是一项值得研究的课题。立体式海事监管网络中包含的巡航力量有:

1)静态电子系统:包括原来的CCTV、VTS、以及AIS系统等;

2)空中力量:包括无人机、有人直升机等;

3)海上力量:海巡船艇等。本文设想了两?#20540;?#22411;的海事任务执行场景,用以说明无人机与其他海事力量的配?#29616;?#34892;过程。

无人机在水利勘察的应用

我国是洪涝灾害和干旱灾害多发的国家。随着经济的发展,技术的飞速 进步,水利信息化水平不断提高。采用先进空间技术,结合通信技术、信息 技术等先进科学技术的信息化测绘技术逐渐被应用到水利工程中,为水利工 程提供了直观的分析和科学决策的依据。无人机的应用就?#20999;?#24687;化测绘技术 在水利工程中应用的典型。

功能优势

(1)无人机在水利工程测绘中的应用。

由于现有的普通航空摄影缺乏激动灵活性,而且难以获取云下图像;卫星遥感受制于时效性不强的影响,分辨?#24335;系停?#23545;于水利工程等需要重复测绘或监测的工作,无法满足要 求。以无人机作为遥感飞行平台,在机体上荷载数据遥感设备,利用遥感数据处理系统作为技术支撑,融入“3S”技术,可以实时对地或对?#21208;?#27700;域进行观测及数据的快速处理 。采用无人机技术的测绘遥感系统,具有快速获取高分辨率图像及快速处理的能力,在前期检校及测试后,都可以根据项目需要获取较大比例尺的航空影像资料,完成数字线规 划图、数字高程模型、数字正射影像图的绘制,为工程建设提供重要的信息。此外,利用无人机遥感图像技术,根据水利工程区域内不同时间段的监测图像进行假彩色合成,能 够分析该时间段内水域的淹没?#27573;В?#33021;够分析水流移动方向和移动速度,为决策者作提供有效信息;利用红外波段的水体辐射率同其他地物辐射率相比,存在较大差异的特点, 针对目前水域,选择合?#23454;?#32418;外波段,确定水体的阈值。将红外波段辐射过后阈值在该?#27573;?#20869;的定位水体,高出阈值的定义为非水体,根据该原理,可以计算水利工程区域内水 位?#23548;?#27700;位覆盖面积,便于为工程提供科学参?#23478;?#25454;。

(2)无人机技术在水利工程动态监测及水域环境监测中的应用。

我国水资源丰富,水域河流众多,众多水利工程对国民经济发展和人民生命财产具有重大影响。利用无人机技术,对水域实施动态监测,能够查明?#27573;?#20869;水域的变化情况,通过 掌握的水域基础数据来建立水域调查、水域统计及其他管理制度,逐步实现水域管理的信息化,满足社会经济发展和水域管理的需要。利用水域动态监测结果,建立水域变化及 非法水域占用资料,为水利管理提供依据。

(3)无人机在水利工程水土保持作用中的应用。

由于自然地理环境和社会经济条件的特殊性,我国水土流失较为?#29616;兀?#20197;成为目前最主要的环境问题。水土保持是水利工程重要作用之一,由于水利工程规模较大,对水域内水 土保持及水土流失情况进行统计,单纯依靠人工处理,无法确保数据的准确性。可以利用无人机技术调查土壤?#36136;?#23450;量来完成水土保持的研究。由于土壤?#36136;?#21407;因及过程较为复 杂,受到多种自?#25442;?#22659;及人为因素影响,根据不同土壤?#36136;?#31867;型和影响因子的不同,参考土壤?#36136;?#25151;产因子指标,结合遥感技术及常规方法,在GIS中存取、表达?#22270;?#31639;,完成 土壤?#36136;?#23450;量的计算。利用无人机获取的遥感图像,对水土流失情况、现状及发生特点和趋势,进行科学分析并及时制定针对性改善策略,加快水土流失治理,确保水利工程的 ?#23548;?#25928;用。

无人机在地形测绘的应用

近年来地理空间信息技术取得了飞速的发展,尤其是灵活机动、具有快 速响应能力的无人机,更是在最近?#25913;?#36805;速成长,成为航空遥感领域一个引 人注目的亮点。无人机航测技术体现了无人机与测绘的紧密结合,同时也提供 了更高效的测绘方式。经?#23548;?#35777;明,无人机航测技术完全可以达到1:1000国 家航空摄影测量规范的要求。

功能优势

无人机航空摄影测量的特点

由于航空遥感平台及传感器?#21335;?#21046;,普通的航空摄影测量手段在获取小面积、大比例尺数据方面存在成本高、?#32422;?#27604;差等问题。具有?#32479;?#26412;和机动灵活等诸多优点的低空无人机 遥?#24515;?#22312;小区域内快速获取高质量遥感影像,是国家航空遥感监测体系的重要补充,是航空遥感的未来发展方向。在当今卫星遥感和普通航空遥?#20449;?#21187;发展的形势下,轻小型低 空遥感是粗中细分辨率互补的立体监测体系中不可缺少的重要技术手段。

低空无人机遥感系统,作为卫星遥感与普通航空摄?#23433;?#21487;缺少的补充,它有如下优点:

(1)无人机可以超低空飞行,可在云?#36335;?#34892;航摄,弥补了卫星光学遥感和普通航空摄影经常受云层遮?#19981;?#21462;不到影像的缺陷;

(2)由于低空接近?#21208;輳?#22240;此能以?#20219;?#26143;遥感和普通航摄低得多的代价得到更高分辨?#23454;?#24433;像;

(3)能实现适应地形和地物的导航与摄像控制,从而得到多角度、多建筑面的地面景物影像,用以支持构建城市三维景观模型,而不局限于卫星遥感与普通航摄的正射影 像常规产品

(4)使用成本低,无人机体形小, 耗费低, 对操作员的培养周期相对较短。系统的保养和维修简便, 同时不用租赁起飞和停放场地,可以无需机场起降,因而灵活机动,适应 性强,容易成为用户自主拥有的设备;

(5)比起野外实测而言,无人机航测方法具有周期短、效率高、成本低等特点。

(6)回避了飞行员人身安全的风险;

对于面积较小的大比例尺地形测量任务(10-100km2),受天气和空域管理?#21335;?#21046;较多,成本高;而采用全野外数据采集方法成图,作业量大,成本也高。而将无人机遥感系统进 行工程化、实用化开发,则可以利用它机动、快速、经济等优势,在阴天、轻雾天也能获取合格的彩色影像,从而将大量的野外工作转入内业,既能减轻劳动强度,又能提高作 业的技术水平和精度。

无人机在电力巡检的应用

近年来,我国的经济快速发展,这样对电力的需求也变的更加紧张,随 之而来产生了很多的问题,主要是对电力工程建设的需求也要加强。国?#19994;?网正进行超 高压大容量电力线路大幅扩建,线路将穿越各?#25351;?#26434;地形。如何 解决电力线路检测的精度和效率,是困扰电力行业的重大难题。伴随着无线 通信技术、航空遥感测绘 技术、GPS导航定位技术及自动控制技术的发展, 无人机的航空遥感测绘技术更可以很好的完成对电力巡查和建设规划的任务 ,也可以在一定程度上降低国?#19994;?#32463;济损失。电力无人机主要指无人机在电 力工程方面所充当的角色。具体应用于基础建设规划、线路巡查、应急响应 、地形测量等领域。随着技术的不断提高,电力无人机在未来电力工程建设 中将会发挥出更加强劲的优势。

功能优势

1、测量地形图
无人机测量地形图的技术用于电力勘测工程上,主要基于以下三个方面:

(1)工程规模较小的新建线路航飞据统计:全国每年有数千公里?#21335;?#36335;较短的工程,由于路径短小,工程时间紧,难以实施航飞。同时,这些工程规模小,也不便于收集资料 。因此,这些工程还是以传统的工测方法进?#26032;?#24452;选择设计,无法贯彻全过程信息化技术的应用,不能对未来整体的智能电网建设提供基础数据。而无人机摄影测量系统的特点 可以很好的满足此种类型工程勘测需要。

(2)用于工程路径局部?#21335;?#30340;航飞电力工程:施工定?#25442;?#24314;设中可能会遇到一些意想不到的情况,导致路径的调整而出原有航摄?#27573;В?#27492;时再调用大飞机进 行航空摄?#23433;?#20165;手 续繁琐,成本较高,而且不能保证工期要求。无人机航空摄影测量系统的“三高一低”特点,恰恰弥补了常规摄影测量的不足。

(3)用于运行维护中的局部线路数据更新维护的航飞。随着电力工程的不断建设,输电线路的安全显得?#20219;?#37325;要,线路的运行维护日益得到重视。目前主要 有直升机巡线、在 线监测系统等手段辅助线路的运行管理工作。在复?#30001;角?#20154;员难以到达,使用无人机系统,可以快速获取相关数据,保证了数据库不断更新和基 础数据的时势性,便于技术人 员对比分析,查找对输电线路运行安全有影响的危险因素,以便于及时采取处理措施。 无人机影像制作大比例尺地形图的影像处理主要流程:根据 POS 数据自动建立航带内和航带间的拓扑关系网用于后面的全自动空三处理,根据建立的拓扑关系网和 POS 数据全 自动提取连?#25317;悖?#21363;全自动空三,通过大量平差点以及快速平差算法完全剔除粗差点,利用控?#39057;?#20316;空中三角测量计算获取精确的外方位元素,通过控?#39057;?#25968; 据生成 DEM,利 用 DEM 数据生成 DOM。

2、规划输电线路

在对各种各样类型的输电线路进行走廊规划的时候,对规划的区域要进行详细的信息采集和测绘工作,最好的方式就是采用无人机的测绘系统,这样不仅可以 在获得数据的时候 实现高效的特性,还可以在多方面降低环境对信息采集与勘测的影响。这样可以有效的对数据进行分析,全面考虑到各方面的因素,再由各方进行 相互协调,对有限的资源充分 的利用,可以使区域规划与线路的走向更加合理,优化输电线路的路径,同时还可以起到降?#32479;?#26412;的作用,有效地保障国?#19994;?#36130;产安全。

3、无人机放线

最原始的架线方式是人力展放牵引绳,适合一般跨越, 但是施工效?#23454;停?#32780;且对于特殊跨越?#35759;?#36739;大。动力伞是目前输电线路工程较常用的展放牵引绳的施工方式,但?#20999;?#35201;驾 驶员操控,施工过程存在危险, 容易出现人身事故,飞行稳定性较差。再者就是现在发展势头迅猛的无人机架线方式。 电力无人机架线可以轻松地飞越树木,向地面空投导引绳;在施工中?#19981;?#36935;到沼泽、湖面、农田、高速公路、山地等,人拉马拽都难以实现架线施工的时候,电力无人机可以大 显身手,完成跨越任务;带电跨越这?#26234;?#20917;通常存在于线路改造过程中,需要在一条通电线路的基础上横跨一条新?#21335;?#36335;,为了保证施工人员的安 全,无论多重要?#21335;?#36335;,传统 施工只能首先对原线路进行?#31995;?#21518;再施工,而用电力无人机来架,就可避免?#31995;?#30340;情况;电动无人机配上自主飞行系统就可以完成巡线 等任务,在减少了劳动强度和?#35759;?#21516;时, 电力工人的人身安全也得到了保障。

4、无人机巡线

无人机输电巡线系统是一个复杂的集航空、输电、电力、气象、遥测遥感、通信、地理信息、图像识别、信息处理的一体系统,涉及飞行控制技术、机体稳定控制技术、数据链 通讯技术、现代导航技术、机载遥测遥感技术、快速对焦摄像技术以及?#25910;险鋃系?#22810;个高尖技术领域。 无人机智能巡检作业过程中,可首先采用固定翼无人机巡检系统,通过遥控图像系统对输电导线、地线、金具、绝缘子及铁塔情况进行监测,对输电线路进行 快速、大?#27573;?#24033;检 筛查,巡检半径可以达到100公里以上;如发现异常,利用运载平台运载无人机智能巡检系统进人作业现场,利用旋翼无人机巡检系统或线航两 栖无人机前往异常点进行精细巡检 ,并利用?#38408;?#24335;检测设备进行人工确认。 无人机作业可以大大提高输电维护?#22270;?#20462;的速度和效率,使许多工作能在完全带油的环?#35802;?#36805;速完成。无人机作业还能使作业?#27573;?#36805;速扩大,而且不为污泥和雪地所困扰。因此 ,无人机巡线方式无疑是一种安全、快速、高效、前途广阔的巡线方式。

应用优势

1、无人机具备防雨水功能:可在大雨、中雪天气飞行,不受恶劣天气影响,可随时巡航,有利于加大重点区段的特巡力度,增加大负荷运行下设备检测?#38382;?/p>

2、无人机机动灵活:机身轻巧可靠,结构紧凑、性能卓越,使用不受地理条件、环?#31243;?#20214;限制,特别适合在复杂环境执行任务,可定期对线路通道内树木、违章建筑等情况进 行重点排查、清理,确保输电通道安全。

3、傻瓜式自主飞行:输电设备面临自然灾害的处理,无人机系统具备全自动一键式起?#23548;?#20667;瓜式自主飞行功能,可长时间空中悬停或飞停于某固定点,通过大?#27573;?#39134;行快速巡 查,可第一时间掌握事故隐患地点。

4、反馈及时:无人机内置大内存超小机载高清拍摄设备,通过航拍测绘掌握地面受灾程度,地面工作站控制指挥人员,根据实时回传的数据立即通知相关单位开展抢修维护事 宜。

5、提高了抢修队伍在处理应急事件的办事效率:快速准确地为受灾地区进行定损评估,为电塔、电线抢修赢得宝贵的时间。

6、无人机巡航降低了电力部门整体巡检成本:无人机巡航在拍摄过程中发现重大危?#27604;?#38519;,及时为运行单位提供信息,可避免线路事故停电,挽回高额的停电费用损失。

无人机在警务领域应用

空中侦察

无人机能利用承载的高灵敏度?#38556;?#26426;可以进行不间?#31995;?#30011;面拍摄,获取影像资料,并将所获得信息和图像传送回地面。应用于?#32431;?#32500;稳,如遇到突发事件、灾难?#21592;?#21147;事件,可迅速达到实时现场视频画面传输,传供指挥者进行科学决策?#22242;?#26029;;成为一种不可多得的重要工具。进一步提高我公安干警?#21335;?#24212;、决策、评估效率,推动公安的信息化建设进程。

消防救援

我国消防部?#29992;?#20020;着日益复杂的灭火救援和社会救助形势,对各类森林和高层火灾等情况,传?#35802;?#22330;侦查手段的局限性已日益凸显。如何有效实施消防预警和现场侦测,并迅速、准确处置?#26234;?#26174;得?#20219;?#37325;要。无人机的在消防运用可以解决以下四方面的问题:?#26234;?#20390;查、监控追踪、辅助救援、辅助监督。对无人机的要求?#20309;?#23450;可靠、易于操控、设备集成兼容性高;无人机配备模式:大(中)队级配备标准、支队级配备标准、总队级配备标准。

抢?#31449;?#28798;

从汶川地震、舟曲泥石流到天津港集装箱爆炸,利用无人飞机获取?#26234;?#24433;像正在成为救灾测绘应急保?#31995;?#37325;要手段。无人机的空中飞行优势,使得其在人员无法靠近的?#26234;?#25937;援中发挥了重大作用。而利用搭载了高清拍摄装置的无人机对受灾地区进行航?#27169;?#25552;供一手的最新影像,对于争分夺秒的灾后救援工作而言,意义非凡。

无人机在农林巡线的应用

近些年来,不断涌现的新技术极大的促进了林业的发展,尤其是林业遥感与3S技术等。但是,遥感技术往往受限于传感器所搭载的平台:有人驾驶 飞机用于林业资源调查和森林防火成本太高,而卫星等数据目前仍然受的时 空分辨?#23454;南?#21046;。无人驾?#29615;?#26426;(无人机)的发展为解决这些问题提供了良 好的契机。

功能优势

一、无人机在森林防火中的应用

森林防火是无人机在林业中应用最广泛的领域。随着社会的发展,人民生活水平的提高的同时忽略了环境的保护。就近些年来由于环境的不断恶化唤醒了人们对环境保护的意识 ,人们开始?#24425;?#36896;林提高林业的生产。然而,在林业生产中森林火灾是?#29616;?#23041;胁林业生产的重大灾害之一。由于原始森林面积大交通不便,目前防火主要依赖于卫星遥感技术。 但是,由于卫星平台自身有固定的运转周期?#19994;?#38754;分辨?#23454;停?#21355;星系统通常难以及时发现火情。而无人机本身具有反应时间快,作业效率高,?#24425;用?#31215;大等特点。

二、无人机在森林资源调查中的应用

森林资源调查是林业的一项重要工作,如果去实地进行调查,需要花费大量的人力物力,尤其在经济发达的南方集体?#26234;?#20892;民很少上山从事经营活动,灌?#38745;?丛生长迅速,地面调查劳动强度巨大。传统测量需要很长的周期,而且林地的树木比较茂密,所以对测量仪器有一定的干扰。如果使用传统的空中测量或者是卫星数据,需要的 周期?#32479;?#26412;都不是很理想,?#19994;?#21040;的空间数据的分辨率也不是很高。然而无人机完全可以代替人们完成更高精度的调查?#27573;А?

三、无人机在生物健康分析、生物量估算、植被覆盖度以及林业管理的应用

近年来,因气候及人为因素造成林业有害生物发生频率增多、发生程度增强、发生面积增加,危?#25307;?#26519;业有害生物种类增多的情况,?#29616;?#20197;往人工喷洒农药的方式,通过无人机 监测能有效的提升林业有害生物监测预警、检疫御灾、防治减灾水平,有效预防和控制了林业有害生物灾害的?#29616;?#21457;生。作为现有林?#23548;?#27979;手段的有力补充,无人机显示出其它 手段无法比拟的优越性,在林业火灾的监测、生物量估算、植被覆盖度灾后评估等方面必将得到广泛的应用。

其中,无人机在生物健康分析(包含林业、农业)、植被覆盖度等方面的优势?#20219;?#26126;显。

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