一、无人机（jī）遥感在气象（xiàng）监测中的应用

无人（rén）气象飞（fēi）机可装载遥感设备（bèi）对温度、湿（shī）度、压强等气象参数进行遥感测定, 而且这方面的研究取 得了一定的成果。美国在20世纪60年代（dài）就（jiù）开始采用名为Com pass Cope 的遥控飞行器(RPV)即（jí）无人机代（dài）替气象飞机（jī） WC -130 作为空（kōng）中气象（xiàng）侦查（chá）平台通（tōng）过（guò） 1970 年到 1974 年 5 年的飞行试验,认为（wéi）无人机有诸（zhū）多优点可以代替（tì）气象卫星（xīng）。

在世界气象（xiàng）组织(WMO)大气探测（cè）委员会和国际科学（xué）联盟（méng）理事会支持下,国外（wài）提出了（le）微（wēi）型无人驾驶（shǐ）探空飞机发展计划。中国气象（xiàng）局也将微型无人（rén）驾驶飞机探空的研（yán）究工作列入“八五”计划。马舒庆（qìng）等用GPS导航无人机携带数字电子探空仪在河北省怀来县和南昌北郊南昌新机场两地进行了（le）1000m 和 3000m 的（de）高度（dù）探测（cè）试验（yàn）,并将风速测量结（jié）果与探空站雷达测得的（de）结果（guǒ）进行比较（jiào）和两种测量技术所（suǒ）得的结果非（fēi）常接（jiē）近,且温度、气压、湿度和（hé）测量精度也都达到设计指标。

昆明俊鹰无人机等（děng）利用微小型（xíng）无人机探测气（qì）象参（cān）数,该方法可以在（zài）空中（zhōng）长时间、大区域连续监（jiān）测天气变化得到高精度测量结果。

二、无（wú）人机遥感在资源调查（chá）与监测中（zhōng）应（yīng）用

无人机遥感在资源调查与监测方面的应（yīng）用主要是土地、资源调查与分类,环境监测等。

广（guǎng）西气（qì）象（xiàng）减灾研究所的马轮基等2002年利用装载（zǎi）佳能EOS 300D型数码照相机的无（wú）人（rén）机对（duì）广西武鸣县进行土地（dì）资源调查 ,得到的武（wǔ）鸣县城区域土地利用遥感图。经实地取样测量（liàng）检验定位平均偏差 1 m ,最大（dà）偏差 2 m ,水（shuǐ）平（píng）方向上长度变形小于 1 %, 基本没有角度变（biàn）形 。

2003 年中（zhōng）国测绘科学研（yán）究院（yuàn）研制完成的 UAVRS — Ⅱ型低空无人（rén）机遥（yáo）感监测系统选用（yòng）高分辨（biàn）率面阵 CCD 数（shù）码相（xiàng）机作为主要遥感（gǎn）设（shè）备 ,实（shí）现了大比（bǐ）例尺（chǐ）航摄的面积覆（fù）盖 ,并通过国土资（zī）源部组织的部（bù）级验收。谢彩香等根据中药资源分布（bù）特点利用无（wú）人机（jī）进行（háng）抽（chōu）样调查 , 结合航天遥感计算中（zhōng）药（yào）资源的（de）总量, 大大节省（shěng）了成本（běn）,并使其结（jié）果（guǒ）具（jù）有统计学的可靠（kào）性。

台湾大学理学院空间信息研究中心利用无人机拍摄低空大（dà）比例尺图像 ,配合 FORM OSA T2 分类（lèi）进行异常提取, 解译桃园县非法废弃堆积物(固（gù）体（tǐ）垃圾等), 用于环境污（wū）染和（hé）执法调（diào）查。朱（zhū）子豪等 2004 年使用无人机携（xié）带大面阵数码（mǎ）相（xiàng）机在台湾盐寮福（fú）隆海岸进行追踪调（diào）查, 对（duì）沿岸（àn）环境、土地、厂（chǎng）房、污染等进行了（le）监测。

2004 年 4 月,马轮（lún）基等以1200 m 的（de）飞行高度对武（wǔ）汉市东湖南半部的“雁中咀” 、“磨山（shān）”附近水域进行无（wú）人机遥感（gǎn）监测,得到三个区域的湖水（shuǐ）水色的差异情况图（tú）,并（bìng）分（fèn）析了东湖南半部（bù）水域水质（zhì）情（qíng）况。

三、无人机遥感在测量方（fāng）面的应用

昆（kūn）明俊鹰无人机远赴非洲（zhōu）、丽江大峡（xiá）谷（gǔ）等（děng）自（zì）然条（tiáo）件恶劣配件工具奇缺的（de）国内（nèi）外航拍（pāi），凭（píng）着丰（fēng）富的航拍经验及认真充（chōng）分（fèn）的（de）准（zhǔn）备，成功（gōng）完成航测任务！

马瑞升（shēng）等（děng）在分析无（wú）人（rén）机遥感影像几何变形理论基（jī）础（chǔ）上,利用标准（zhǔn）图形垂直摄（shè）影法标定相机, 建立相机误差纠正模型 ;使用大比例尺地形图作为底图, 通过（guò）同名（míng）点配准（zhǔn）纠正航摄影像, 全过（guò）程不（bú）使用外方位元（yuán）素 ,最终影像经实际检验, 单点（diǎn）定（dìng）位平均误差为（wéi） 1.0 m 左（zuǒ）右（yòu）, 且基（jī）本（běn）没有角度变形。崔红霞等 2005 年进行了单（dān）相（xiàng）机无（wú）人机航摄试（shì）验（yàn）, 结合常规的摄影测量方法对（duì）航片进行（háng）后处理, 结果表明:其相对定向（xiàng）误差为 0.008 pixel , 最大误差为 0.019 pixel ;绝（jué）对定向的平面误差 0.111 mm , 高程误（wù）差 0.117 mm 符合摄影测量的（de）精度（dù）要求。

孙（sūn）凡等利用光校参数和（hé）软件配准法对无人机多光谱成像（xiàng）仪（yí）图像进（jìn）行校正、彩色合成和图（tú）像配准 ,并在（zài）此基础上提（tí）出采用光校参数法（fǎ）与软件配（pèi）准法（fǎ）相结（jié）合可得（dé）到更好的配准（zhǔn）效果。宋姝婧等在（zài） M apObjects 控件和 MS Visual Studio.Net 开发环境下实现（xiàn）了（le）无人机遥（yáo）感航迹实时显示。勾志阳等（děng）人从（cóng）像片（piàn）重迭度、航带弯曲、像片旋转角及航高差等方面（miàn）对无人机（jī）航空摄影质量进行评定 ,绘（huì）制了无人机实（shí）飞航迹与预设航（háng）迹（jì）,显示了无人机的（de）定点拍摄效果 ,结果（guǒ）说明无（wú）人机空中（zhōng）摄影质（zhì）量可满足摄影测量的（de）基本要求。

四、无人机遥感在突发事件处理中的应（yīng）用

如何应对（duì）突发事件(如交通火（huǒ）灾、大型输油管道火灾、森林火灾、核（hé）电站险情救援等)常（cháng）常是一个令人头疼的问题, 无人机以其高机动性能（néng）为人（rén）们应对突发事件提供了（le）新的（de）途（tú）径。

当火（huǒ）灾现场情况（kuàng）复杂或（huò）者受现场环（huán）境限制时（shí）,消防（fáng）员（yuán）无法靠近现场作战（zhàn）, 指挥（huī）员无法了解现（xiàn）场情况,无（wú）法制定快速有效的作战方（fāng）案。无人机最突（tū）出的优（yōu）点在于它（tā）可以用（yòng）最短的时间 ,最（zuì）大限度地接近灾情现（xiàn）场 ,提供最直接、最真实的第一手数据, 观测到消防人员无（wú）法抵（dǐ）达的（de）区域, 监视灾情发展（zhǎn）为制定有效的作战方案提供依据。

美国运输部示（shì）范性地建立了基于无（wú）人（rén）机的遥感系统, 将其（qí）应用于快（kuài）速获取（qǔ）道（dào）路（lù）运输网络的图像并（bìng）对（duì）所（suǒ）得信息进行快速分析 , 应用（yòng）无人机（jī）取得近实时（shí）遥感影（yǐng）像对地震后出现问题（tí）的道路、桥梁（liáng）进（jìn）行评估（gū）,用（yòng）以快速确（què）定震后救灾的路线。

美国 Nicolas Lew yckyj 等人（rén）利用无人机遥（yáo）感在北卡罗莱纳洲进行自然灾害调查 ,通过正射影像处理与分析准确评估场房（fáng）和村庄的损（sǔn）失, 显示了无（wú）人（rén）机遥感（gǎn）具有的快速反映（yìng）能力, 为（wéi）灾害的治理提供了及时、准确（què）的数（shù）。日本减灾组（zǔ）织使（shǐ）用 RPH1和YA NMAHA无（wú）人（rén）机携带高（gāo）精（jīng）度（dù）数码摄像机和（hé）雷达扫（sǎo）描仪对（duì）正在喷发的火山进行调查 ,抵达人们难以进入的地（dì）区快速（sù）获取现场实况, 对灾情（qíng）进行评估。

之后（hòu）,日本环境省（shěng）又利用 YAM AHA 无人机加载核生化传感器进（jìn）行核污染监测 ,对不（bú）同地（dì）理环境（jìng）, 不同（tóng）埋藏深（shēn）度的辐射源的辐射强度的（de）反映能力进行量化研究,为（wéi）核电站及其他核设施（shī）的管（guǎn）理提供基础数据（jù）。马（mǎ）瑞升等开发了一（yī）套微型无人（rén）机空中火情监测系统 ,并开（kāi）发了相应的地面监测软（ruǎn）件,经过试验该（gāi）系统（tǒng）已具备单架次（cì）可完（wán）成（chéng）半径（jìng） 30 km以（yǐ）内 , 面积 80 ～100km2 林区巡护任务。

无人（rén）机也可应（yīng）用于我国防汛（xùn）检查（chá）中, 可以立体地查看蓄滞洪区（qū）的地形、地貌、水库、堤（dī）防险工险段（duàn）。遇到险情（qíng）时,可以（yǐ）实时传递影像等信息,监（jiān）视险情发展 ,为（wéi）防（fáng）汛决（jué）策提供准确的信息 ,大大地降低防汛人员工作的风险,有（yǒu）效地提高工作效率。2004 年 7 月马轮基等对（duì）暴雨引起广西桂平市蒙圩镇洪涝灾（zāi）害调查进行无人机遥感监测 ,第一时（shí）间（jiān）得到了洪（hóng）涝区、退水区、非（fēi）洪（hóng）涝（lào）区等信息的遥感图（tú） ,创造国内首次利（lì）用自（zì）控微（wēi）型无人驾（jià）驶飞机对洪涝（lào）灾害的遥感（gǎn）监测的记录。

五、存在问题（tí）与应用展望

无人机遥感作（zuò）为一项空间数据（jù）采集（jí）的重要（yào）手段 ,具（jù）有续航时（shí）间长（zhǎng）、影（yǐng）像实时传输、高危（wēi）地区探（tàn）测、成本低、机动灵活等优点,已成为卫星遥感（gǎn）与有人机航（háng）空遥感的有力（lì）补充。随着（zhe）无人机遥（yáo）感技术不断发展和无人机市场逐渐成熟 ,无人机遥（yáo）感将（jiāng）成为未来的主要（yào）航（háng）空（kōng）遥感平台（tái）之一（yī）,已（yǐ）经成为世界各国争相（xiàng）研究的热点（diǎn）课题。然而 , 要使无人机成为理（lǐ）想（xiǎng）的（de）遥感（gǎn）平台 ,还（hái）有多个关键技术需要（yào）解决 :

(1)起降技术改（gǎi）善与（yǔ）抗风性能提高在林业等许（xǔ）多行业的应用以及突发事件的处置中 ,工作（zuò）环境一般在山区, 平坦（tǎn）地少 ,树（shù）木、电杆、房（fáng）屋多,对于（yú）需要滑跑、滑（huá）降的较大型的无人机（jī）来说, 往往难（nán）以找到符合起飞要求的场地。在不满足（zú）正常起降条件的（de）情况下勉强起（qǐ）降会大大增加飞机（jī）损坏的可能性。

如果（guǒ）使用小、轻型无人机（jī）则由于飞行高度低（dī） ,在低空作业（yè）时受（shòu）风速、风向影响大（dà）。一般提高抗风性能（néng）的方法是增加飞（fēi）机重量, 但起（qǐ）降要求提高且无（wú）人机的载荷非常有限, 同时能耗增大。

所以如何很（hěn）好的利用（yòng）弹射起飞、撞网回收技术降（jiàng）低无人机对（duì）起飞场地（dì）的要求以及在不增加重量或（huò）尽量轻的（de）条件下如何（hé）通过改进设（shè）计和提高（gāo）飞行（háng）控制技术来提高抗 风性能（néng）保证飞（fēi）行的（de）稳定性（xìng） ,这（zhè）均是（shì）无人机成为（wéi）理想的遥感平台一个（gè）急需解决的问题。

(2)传（chuán）感（gǎn）器及其姿态控制技术由于无（wú）人机的载（zǎi）荷非（fēi）常有限, 要完（wán）成高（gāo）精度的航摄任务需要高精度的传感器 , 而传统传感器往往在体积、重量（liàng）等方面的限制（zhì）可供（gòng）选择的不多, 因此需要研究开发适合无人机搭载的小、轻型（xíng）传感器充分利（lì）用无人机的有限（xiàn）载荷;

再则,如何使遥感传感器的控制系统（tǒng）能够（gòu）根（gēn）据预先设（shè）定的航摄点、摄影比（bǐ）例尺（chǐ）、重迭度等参数（shù）以及（jí）飞行控（kòng）制系统实时提供（gòng）的飞行（háng）高度、飞行速度（dù）等数据（jù）自动计算并自动控（kòng）制遥感传感器的（de）工作（zuò） ,使获（huò）取的遥感数据在精度、比例尺、重迭度等方（fāng）面（miàn）满（mǎn）足遥（yáo）感的技术要求（qiú）还需进一步研究。

(3)遥感数据（jù）传输存储技术（shù）无人驾驶飞行器搭载的主要遥感传感器为面阵（zhèn）CCD 数字相机,而目前国（guó）内（nèi）市场上的小型（xíng）专业级（jí）数（shù）字相机还不能达到量测相（xiàng）机的要求 ,所以,为使获取的遥感影（yǐng）像能（néng）够满足大比（bǐ）例尺测（cè）图（tú）的精度, 应（yīng）根据相机的几何成（chéng）像模型 ,作相关（guān）的（de）检校工作,得到相机的内外参数（shù）,必要时需要采用特殊的（de）检测手段 ,测（cè）定每（měi）个像元的畸变（biàn）量。

另外,大面阵 CCD 数字相机获取的影（yǐng）像数（shù）据量较大, 需开发专（zhuān）用的数据传输和（hé）存储系统。飞行器的（de）测（cè）控数据和遥感数据需要实时传输时还可（kě）以通过卫星通（tōng）讯来实现（xiàn）。

(4)遥感数（shù）据的后处理技术目（mù）前的无人驾驶飞行器遥（yáo）感系统多使用（yòng）小型数字相机作（zuò）为机载（zǎi）遥（yáo）感（gǎn）设备 ,与传（chuán）统的航片相比 ,存在像幅较小、影（yǐng）像数量多等（děng）问题 ,所以（yǐ）应（yīng）针对（duì）其遥感影像的特（tè）点以及相机定标参数、拍摄时的姿态数据和（hé）关几何（hé）模型对图像进（jìn）行几（jǐ）何（hé）和辐射校正, 开发出相（xiàng）应的（de）软件进（jìn）行交（jiāo）互（hù）式的处理（lǐ）。

同时还应开发影像自动（dòng）识别和快速拼接软（ruǎn）件 ,实现影像质量（liàng）、飞行质量（liàng）的快速检查和数（shù）据（jù）的（de）快速处理, 以满足（zú）整套（tào）无（wú）人机遥感系（xì）统实时、快速（sù）的技术（shù）要求。

无人机（jī）作为一种新型的遥感平台将得到广泛应用（yòng）。目前（qián）最（zuì）常（cháng）用的遥（yáo）感（gǎn）平台是卫（wèi）星和有人驾（jià）驶的飞机,无（wú）人机平（píng）台已渐渐显露（lù）出它（tā）的重要性。遥感发（fā）展的一个总的（de）方向是高空间分（fèn）辨率、高光谱分辨率和高时间分辨率（lǜ）。航天平（píng）台由于接收的（de）电磁波必须要通过大气层, 所以必定受到云层（céng）和地面天气的影响,所以（yǐ）通（tōng）过缩短重访周期（qī）来提高时间分辨（biàn）率是很难达到（dào）目的的。而无人机在云层下方,受云层的影响很小,在多云天气甚至阴天也能执行航摄任（rèn）务。所以（yǐ）无人（rén）机遥感在（zài）提高时（shí）间分辨（biàn）率方面具有独特的（de）优势。

在提高空间分辨（biàn）率方面, 无人机同样（yàng）具（jù）有优势。随着多光谱传感器水平的提高, 重（chóng）量和体积下降 ,无人机遥感在提高光谱分辨率（lǜ）方面（miàn）同样具有（yǒu）潜力。无人机遥感（gǎn）将在下列方面发挥作用:

(1)突发（fā）事件及灾害监测

(2)突发事件及灾害（hài）的（de）发（fā）生往往容易（yì）导致环境发生改（gǎi）变,使救援（yuán）人员（yuán）快速亲（qīn）临现场制定解决方案的（de）可能性降低,而（ér）通过无人（rén）机遥感（gǎn）一方面可（kě）及（jí）时迅速（sù）地获取突发事件及灾害的（de）信息为制定方（fāng）案提供（gòng）依（yī）据, 另一方面又无需人（rén）员伤亡且受天气影响小。

如2008 年“5.12” 汶川地震后, 由于（yú）地震（zhèn）影（yǐng）响地球磁场 ,造成（chéng）无线电和微（wēi）波通讯的干扰甚至中断（duàn）,紊乱（luàn）的电磁波会对飞机仪表产生极大的影响, 同（tóng）时天气不好 ,地形（xíng）复杂（zá） ,所以通过有人驾（jià）驶飞（fēi）机去获取地面情况十（shí）分危险。而要（yào）及时获取航天遥感数据又（yòu）几乎不可能。而（ér）无人机则因为无人员伤（shāng）亡之虑 , 受天气（qì）影（yǐng）响又很小 ,所以无人机发挥了独（dú）特的作用。其他突发（fā）事件（jiàn） ,如森林火灾扑火（huǒ）指挥、冰雪（xuě）灾（zāi）害、洪涝、核（hé）电站险情救援等,无人（rén）机遥（yáo）感将发挥越来越大（dà）的作用。

(3)高时效性的资源监测

资源监测已（yǐ）经由传统的获取资源的数量、位置方面向资源的动态变化监（jiān）测方向发展, 而无人机具有高时效性 ,能第一时（shí）间获取资源（yuán）变化数（shù）据,将在以后的林业资源(如林地面积（jī）变化、木材资源变（biàn）化、野生动物（wù）监测等（děng）)、生态环境、森林（lín）防（fáng）火（huǒ）等方面发（fā）挥其他（tā）遥感平台所不能比拟的优势。

(3)病虫（chóng）害、外来入侵生物监测

随着（zhe）全球经济一体化速度（dù）的加快和（hé）国际间贸（mào）易往来的增多（duō） ,林业有害生物入侵、扩散、成灾（zāi）的压力不断（duàn）增加。新的外（wài）来有害生物入侵频繁, 威胁加剧; 已入（rù）侵的松材线虫病（bìng）等有害生（shēng）物正也（yě）在不（bú）断蔓延。利用遥感（gǎn）特别是无人机遥感、地理信息（xī）系统（tǒng）和全球定位系统、计算机网络（luò）信息技（jì）术（shù）等高新技术手段 ,组建病（bìng）虫害和外来（lái）入侵有害生物的监测预警技术体（tǐ）系 ,研究生物灾害（hài）的发生危（wēi）害（hài）动态（tài）、风险评估及预测（cè）预（yù）报,保护生态安全将成（chéng）为未来研究的新热点。

(4)新农村规划、建设（shè）

建设社会主义新农村 ,是构建社会主义和谐社会的（de）重（chóng）要基础,而无人（rén）机（jī）适（shì）合在建筑物密（mì）集（jí）的城市地区和地形（xíng）复（fù）杂（zá）地区应用, 必将在大（dà）量城镇规划（huá）、道路桥梁（liáng）测量、新（xīn）农（nóng）村建（jiàn）设、国土资源调查、舰载化的（de）海岛测绘等诸多领域发挥积极作用。（无人（rén）机频道）

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