无线遥感技术范文

导语：如何才能写好一篇无线遥感技术，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：无线传感器 物联网 茶场

随着茶叶的传播，目前茶叶的生产和消费几乎遍及全国和世界五大洲的国家和地区。我国是茶叶的故乡，加之人口众多，幅员辽阔，因此茶叶的生产和消费居世界之首。由于茶叶受到世界人民的欢迎，并成为三大饮料之一，所以世界茶业的发展速度也很快。目前，世界五大洲中已有50个国家种植茶叶，茶区主要集中在亚洲，茶叶产量约占世界茶叶产量的80%以上。茶叶生产和饮用已经历了几千年的历史过程，人们对茶叶的需求也出现新的要求。这是因为，在社会发展中，一旦人们对衣、食、住、行的要求得到了满足，就特别注重保健和文化生活方面的需求。茶，这种天然保健饮料必将愈来愈受到人们的青睐。与此同时，由于它含有大量的对人体起着一定的保健和防病的成分，更会吸引大量消费者去饮用它。茶叶已成为人们生活中不可缺少的伴侣。

现代茶叶种植发展迅速，不仅种植品种更多、规模更大，而且种植区域也更加集中，这给农业人员的管理和优化种植增加了难度和成本。为了解决这些问题，我国的茶叶种植正在向信息化和智能化的方向发展。只有应用先进的较低成本的信息采集手段，实时、精确地获取大棚环境信息，制定科学的管理决策，最后通过智能设备或人工控制等措施，才能提高种植作物的经济效益。

茶场茶叶长势的好坏、产品产量和质量的高低，关键在于温室内环境条件对于作物生长发育需求的适宜程度，因此准确监测温室内的环境因素才能确保高产、高效、优质和低耗。无线传感器网络是融合了嵌入式软件硬件、传感器、无线通信、芯片制造、智能控制等多种学科的综合性技术，这个新兴学科从一开始诞生就由于其潜在并广阔地应用前景而受到了众多学者和研究者的青睐，引起了学术届、工业界和国家安全机构等的高度关注，大有引起一场新技术革命的势头。无线传感器网络是由大量随机分布的微小节点组成的，网络节点自身带有传感器、数据处理、无线通信等模块，不需要任何网络基础设施，通过自组织的方式组网，借助其传感器模块，有效的与物理环境交互，能够协作的实时监测、感知和采集网络分布区域内的各种环境和监测对象的信息，并把信息通过无线网络传输到数据处理中心。从某种意义上说，无线传感器网络将在逻辑上和物理上的信息世界融合在一起，极大的扩展了现有的网络范围并且提高了人类认识世界的能力。通过无线传感器网络，人们可以在任何时间、地点和环境条件下都能获得详细可靠的信息。目前具有这些特点的无线传感器网络已经广泛地应用在国家安全、国防军事、医疗卫生、环境监测、健康监测、物质跟踪、制造业、智能农业、家庭应用以及供应链管理等各个方面。

无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，简称WSN）是近年来新发展起来的学科，它改变了人类与自然界交互的形式，将客观上的物理世界与逻辑上的信息世界紧密地结合在一起，极大的拓展了现有网络的功能和人类认识世界的能力。在2003年的美国技术评论中无线传感器网络位于新兴十大技术的首列；同年的美国商业周刊将WSN称为全球未来的四大新技术之一。WSN实际上是一种特殊的Ad-hoc网络，传感器与嵌入式计算机、无线通信和电子等多学科技术合作，实时监控监测区域监测对象信息后，将处理后的信息传送给用户（王殊，阎毓杰，胡富平，2007）。无线传感器网络，以获得客观的物质世界信息，在许多领域的应用前景十分广阔，可应用于工业、农业、生物医学、环境监测、军事防御、危险区域远程控制等。

WSN的最根本的目的是采集监测区域内监测对象的信息。典型的无线传感器网络具体如下：通过飞机将大量传感器节点（数量从几百到几千）扔到监控地区，每个传感器节点通过自组织方法构建无线传感器网络。传感器节点是物理信息收集和发送者，而且根据某些路由规则将收集到的测量数据传送到汇聚节点。其中，汇聚节点（也被称为网关，基站）是一种特殊的节点，通过移动通讯网络，卫星通讯，互联网，与用户监控中心交互，还可以通过无人机飞越网络上空，将汇聚节点中的数据进行采集。它能够从根本上解决传统传感器网络的一些体积庞大，布线闲难等问题。闲此，常被用在某些难布线、能源供给不方便、或者人员到达闲难的地方和一些意想不到的地方 （如突发自然灾害，固定通信网络被破坏）等。也是因为WSN拥有抗毁性强，能够迅速扩大等特点，不需耍一个固定的网络做为支撑，可以广泛地应用于军事防御、工农业、交通运输、环境保护等领域。

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关键词：水工环地质勘察；地质工作；遥感技术；应用分析

在现代化社会经济发展的过程中，水工环地质勘察工作有着十分重要的意义，它不仅可以对相关的水工环地质信息进行全面的分析，还有助于人们对水工环地质环境的了解。而且随着科学技术的不断进步，人们也将许多新型的技术手段应用到其中，从而使得地质工作的质量得到有效的提高。

一、水工环地质工作的现状

近年来，在我国相关部门为了提高地质工作的质量和效益，人们也将许多先进的科学技术和管理制度应用到其中，从而满足现代化地质工作的相关要求，有效的解决了传统管理方法在实际运用中存在的问题。不过，从当前我国水工环地质工作的实际情况来看，由于不同的地区其政治管理制度不一样，因此这就使得人们在水工环地质勘测工作中，无法对其进行很好的处理。为此，我们还要在不断的实践过程中，将一些先进的科学技术引入到其中，进而对其进行相应的优化处理。

二、水工环地质勘察技术的应用范围

自改革开发以来，我国的社会主义市场经济虽然得到了飞速的发展，但是也消耗了大量的自然资源，这不仅对人们的生活有着一定的影响，还对自然生态环境造成了严重的破坏，一次我们就要采用相应的管理技术来对其进行处理，从而保障人与自然的和谐共处，为我国社会主义和谐社会的建设打下了扎实的基础。而水工环地质勘测技术的应用，主要是为了对水工环领域的相关数据信息进行调查，对水资源进行科学合理的控制调节。

水工环地质勘察工作在实际应用的过程中，不仅可以对城市化经济和生态系统进行有效的调节，还有利于对水资源进行合理的利用，从而保障人们的正常生活的生产。目前人们为了使得水工环地质勘察的应用效果得到进一步的提升，人们也将许多先进的科学理论应用到其中，这样就提高了地质工作的综合性和系统性，满足现代化水工环地质勘察工作的相关要求。另外在对水工环地质勘察过程中，对其应用范围的确定，也可以有效的提高地质工作的质量和效益。

三、水工环地质勘察中遥感技术的应用

目前我们在水工地质勘察工作中，遥感技术的应用不仅有效的提高了水工环地质勘察的质量，还有利于人们对相关信息数据的采集，从而使得满足地质工程的相关要求。而且随着社会的地步发展，人们为了使得遥感技术在水工环地质工作中的应用效果得到进一步的提高，也将许多先进的科学技术应用到其中，这就使得遥感技术在水工环地质勘察中的工作性能得到很好的保障。

GPSRTK技术在水工环地质中的应用情况，使得节省了时间提高了效率；（1）GPS技术的基本原理GPS卫星定位的基本原理是将无线电信号发射台从地面点搬到卫星上，组成一个卫星导航定位系统，应用无线电测距交会的原理，便可由3个以上地面已知点（控制站）交会出卫星的位置，反之利用3颗以上卫星的已知空间位置又可交会出地面未知点（用户接收机）的位置用户使用GPS接收机在某一时刻同时接收3颗以上的GPS卫星信号，测量出测站点（接收机天线中心）到3颗以上GPS卫星的距离，并解算出该时刻GPS卫星的窄间坐标，据此利用交会法解算出测站点的位置实时动态测量的基本工作方法是，在基准站上安置l台GPS接收机，对所有可见GPS卫星进行连续的观测，并将其观测数据通过无线电传输设备实时地发送给用户观测站（流动站）在流动站上，GPS接收机在接收GPS卫星信号的同时，通过无线电接收设备，接收基准站传输的观测数据和转换参数，然后根据GPS相对定位的原理，即时解算出相埘基准站的基线向量，解算出基准站的WGS一84坐标；再通过预设的WGS一84坐标系与地方坐标系的转换参数，实时地计算并显示出用户需要的三维坐标及精度；（2）RTK的基本原理：RTK技术采用差分GPS位置差分伪距差分相位差分3类中的相位差分这3类差分方式都是由基准站发送改正数，由流动站接收并对其测量结果进行改正，以获得精确的定位结果RTK的工作原理是将一台接收机置于基准站上，另一台或几台接收机置于流动站上，基准站和流动站同时接收同一时间相同GPS卫星发射的信号，将基准站所获得的观测值与已知位置信息进行比较，得到GPS差分改正值，然后将这个改正值及时地通过无线电数据链电台传送给流动站，以求得流动站较准确的实时位置流动站可处于静止或运动状态数据采集与处理：90年代初，GPS资料由单点采集过渡到连续采集使GPS技术的应用向前迈了一大步地震资料处理的方式基本适用于GPS资料的处理为了更好地将石油地震的先连技术：进到GPS领域。

遥感技术的运用帮助人类实现了从外层空间观测地球的序幕，在帮助人类认识国土开发资源研究灾害等方面提供了很多帮助从遥感应用范围的发展来看，首先是在宏观普查和动态监测方面进行应用的，后来逐渐发展到生态环境调查污染监测等方面通过二十多年的试验，遥感技术已经成为各种自然资源调查环境动态监测等不可或缺的地理空间信息获取的手段随着空间技术的进步，遥感图像的空间分辨率光谱分辨率不断提高，遥感技术的应用已经发展成为包括遥感地理信息系统和全球定位技术等在内的一个应用系统.并且已经广泛应用到国民经济社会发展当中，水工环地质调查与灾害监测评估方面也开始运用遥感技术传感器技术与计算机技术日新月异的变化，以及地理信息系统全球定位系统等高新技术的发展，都促使遥感图像应用技术的发展也加快了脚步遥感信息应用技术在经历了单一波段到多源的组合分析，通过应用模型进行多源综合分析，知道产生各种资源与环境要素专题图等例如，建设部通过对TMIRS等影像融合护具对北京广东惠州市等多个城市的绿化进行了调查与分析，为评选国家园林城市提供了客观的统计数据

四、结束语

总而言之，在当前我国水工环地质勘察工作中，人们为了使其工作质量和效益得到进一步的提高，也将许多先进的科学技术应用到其中，这样不仅为人们提供了准确的信息数据，还保障了地质工作的质量。其中遥感技术的应用，就使得地质工作的质量得到有效的提高，满足了现代化社会经济发展的相关要求，促进我国社会经济的可持续发展。■

参考文献

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随着现代信息技术的不断发展，全球定位系统技术(GPS)、遥感技术(RS)、地理信息系统技术(GIsl和计算机技术、网络技术在土地科学中的应用日趋广泛，为土地科学信息化提供了强有力的技术支撑，并且大大提高了土地资源管理工作的效率和水平。

一、3S技术

1.全球定位系统技术(GPS)。全球定位系统是以卫星为基础的无线电测时定位导航系统。可为航空、航天、洼地、海洋等方面的用户提供不同精度的在线或离线的空间定位数据。GPS具有快速、高精度定位、导航、测速和授时等方面的功能，已经在地球学科中得到了广泛的应用，并引起了空间定位技术革命性的变化。随着差分GPS技术的发展，用GPS测定三维坐标的技术方法将测绘定位技术从静态扩展到动态，从事后处理扩展到实时或准实时定位与导航，GPS的绝对和相对精度也发展到了米、厘米级乃至亚毫米级，GPS作为一种全新的现代定位方法。已经逐渐在越来越多的领域取代了常规仪器。GPS系统包括三大部分：空间部分一GPS卫星星座；地面控制部一地面监控系统：用户设备部分一信号接收机。GPS卫星用L波段良种频率的无线电波向用户发射导航定位信号，同时接收地面发送的导航电文以及调度命令。

2.航空航天遥感技术(Rs)。遥感技术是指从远距离、高空以及外层空间的各种平台上，利用可见光、红外线、微波等探测仪器，通过摄影或扫描、信息感应、传输和处理，从而识别探测对象的性质和运动状态的现代化技术体系。它包括空间信息采集系统、地面接收和预处理系统、地面实况调查系统、信息分析应用系统。现代遥感技术是通过多光谱摄影及时获取丰富信息的。主要表现在它的多传感器、高分辨率和多时相特征。遥感信息的应用已经从单一遥感资料向多时相、多数据源的融合与分析，从静态分析向动态检测过渡，从对资源与环境的定性调查向计算机辅助的定量自动制图过渡，从对各种现象的表面描述向软件分析和计量探索过渡。

RS技术主要有卫星遥感技术与航空遥感技术。卫星遥感技术产品在小比例尺(如1：10000+地利用数据库)中应用较多。卫星遥感技术问世以来，其分辨率得到了迅速提高。卫星能够在极短的时间内对地表重复采样，获得数据。航空遥感技术产品具有高精度、直观和色彩较真等特点，常用于大比例尺(如l：2000)土地利用数据库的数据获取与更新。其优势是常规方法根本无法比拟的。

3.地理信息系统技术(GIs)。地理信息系统是在计算机硬件、软件设备支持下，实现地理空间数据输入、存储、管理、检查、处理和综合分析的技术系统。GIS是空间数据的管理系统，是空间数据和属性数据的综合体。它可以管理海量数据，供浏览、查询，进行空间分析、路径分析、包含分析、断面分析、格网分析、专业分析、生成数字模型、制图等。GIS技术目前已被应用于土地资源的调查、统计、分析、管理及决策等方面。利用GIS技术可以在短时间内更新土地资源的图件和数据等基础资料，以便政府根据土地的动态情况制定相应的政策。总之，GIS不仅可以实现资源信息的高效管理，而且能生成常规方法无法获得的信息，提高分析的准确性和灵活性，有效实现对土地资源各项因素的综合分析与动态监测、模式评价与辅助决策。具有巨大的应用潜力。

4.3S技术是全球空间定位技术(GPS)、航空航天遥感技术(RS)和地理信息系统技术(GIS)的统称。广义的3S技术包括空间信息获取、传感器和信息探测、图形图像处理、空间定位、动态监测、信息管理与存储、预测评价和决策分析等。

GPS、RS和GIS的整体集成无疑是人们所追求的目标，3S技术集成是指三种技术与其他相关技术有机地集成在起。是一种有机的结合、在线的连接、实时的处理和系统的整体性。GPS提供实时而准确的定位信息，对于空间数据的确定有特殊意义，RS技术利用某些仪器设备，在不与被研究对象直接接触的情况下。收集其数据。通过处理分析，最后提取和应用有关对象信息，是一种高效的信息采集手段，具有极高的空间时间分辨率；GIs是利用现代计算机图形和数据库技术来输入、存贮、编辑、查询、分析、决策和输出空间图形及属性数据的计算机系统。它能够把现实生活中的各种信息有机地与反映地理位置的图形信息结合在一起，可根据查询与分析将信息真实、图文并茂地展示在用户面前，也可将分析决策模型处理结果提交各级管理部门作决策参考。3S集成系统不仅具有自动、实时采集、处理和更新数据的功能，而且能够智能式地分析和运用数据。为各种应用提供科学决策咨询，并回答用户可能的各种复杂问题。在这个系统内，GIS相当于中枢神经，RS相当于传感器，GPS相当于定位器，三者的共同作用收集和处理地球能实时的变化。使其在资源环境与区域管理等众多领域中发挥巨大作用。

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[关键词]无人机 特点 应用

[中图分类号] P237 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-8-130-2

0引言

伴着科学技术的进步，作为获取遥感数据的新型手段，无人机遥感技术向着光谱信息成像化，雷达成像多极化，光学探测多向化，地学分析智能化，环境研究动态化以及资源研究定量化的方向发展，大大提高了遥感技术的实时性和运行性，使其向多尺度、多频率、全天候、高精度和高效快速的目标发展[1]。随着人们对地理环境的不断理解和对测绘需求的增长使得无人机与测绘的关系越来越紧密。无人机遥感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[2]。

1无人机遥感系统的组成

无人机遥感系统由空中控制系统、地面控制系统和数据后处理系统组成，如图1所示。

利用无人机遥感系统采集数据时，其工作流程为：根据遥感任务的要求对待拍摄地区进行航迹规划，在地面控制子系统中将规划好航线并载入到遥感空中控制子系统。无人机地面控制子系统按照规划的航线控制无人机的飞行，遥感空中控制子系统则按照预设的航线和拍摄方式控制遥感传感器进行拍摄；遥感传感器子系统将拍摄的数据进行存储，无人机平台则利用无线传输通道将飞行数据传输到地面的控制子系统；地面工作人员可以在地面监测无人机的飞行航线，必要的情况下，可以根据接收的数据更改本次飞行的计划，比如可以马上进行部分地区的补拍；拍摄结束后可以自动切入手控飞行，等待降落[3]。

2无人机遥感技术的优缺点

2.1无人机遥感技术的优点

2.1.1机动、灵活、快速

机动灵活，快速出击的响应能力是应急遥感工作的生命线。缺失了快速响应的能力，应急将无从谈起。无人机能够通过地面运输快速到达指定目标区域[2]。起降场地要求低（100-150m平整马路、平地甚至草地），不需要机场跑道，能够在15-30分钟内完成组装、调试、起飞。对于起飞场地无法寻找到，或者事故常发地点，可以通过车载、导弹或者地面方式从田间地头、空地、山坡、沙滩等多种地域直接发射，通过滑行和伞降的方式进行回收[4]。

2.1.2操作简单、安全性能好

无人机技术的不断成熟，其操作也越来越智能化、自动化。可以通过事先设制飞行路线，并在飞行中进行校对和调整以达到对目标的精确测量。无人机通过配备故障自动诊断及显示功能，如果发生故障，飞机会自动返航到起点上空等待排出故障[2]。

2.1.3体积小、经济

无人机因为轻小，运输、保存非常方便。无人机飞行费用低，可做超低空视距飞行，对操作员的培养比较周期相对较短。系统的保养和维修简便，同时不用租赁起飞和停放场地。飞行审批手续简单，无人机属于遥控飞行器，基本不用审批。

2.1.4数据处理速度快

无人机遥感技术数据处理速度快，及时性强。例如国内苏州武大影像信息工程研究院打造的数字摄影测量处理平台数字摄影测量网格（DPGrid），让无人机在处理数据的速度与效率上达到目前数字摄影测量处理速度的8倍以上。特别是大量的数据处理，传统模式一个月才能处理好的数据，借助该软件系统，几个小时内就可以解决。

2.1.5获取影像分辨率高

无人机遥感的最大优点是遥感影像分辨率高、成像效果清晰。无人机搭载的高精度数码成像设备，具备面积覆盖、垂直或倾斜成像的技术能力。无人机在200米左右的空中可以准确拍摄到地面上5厘米大小物体，而一般卫星航拍只能分辨地面50厘米的大小的物体，获取图像的空间分辨率极高，适于大比例尺遥感应用的需求。

2.1.6数据精确度高

无人机遥感影像数据处理后，可在电脑屏幕上显示平面和三维场景影像，鼠标点到哪里就能显示出坐标、高度等数据信息，相比传统技术，精确度很高。

无人机遥感技术除了以上的优势外，还具有航摄效率高；可即时重拍；飞行时间基本是有效拍摄时间；工作现场集中，便于统筹安排。同时无人机遥感航空摄影可以抵达许多载人飞行器无法到达的空域、高度或危险地区[6]。基于无人机低空遥感技术的高机动性、低成本和小型化、专用化特点，可广泛用于航空遥感、国土监察、城市规划、水利建设、林业管理、资源勘探、灾害勘查、环境监测、地图更新、以及农业、电力、交通、军事等领域。

2.2无人机遥感技术的缺点

2.2.1飞行不够平稳

由于其体积小、重量轻，高空飞行易受风力的影响，飞行姿态不及有人驾驶飞机平稳，常出现飞行航线漂移，飞行轨迹呈曲线的情况[5]。这就使得拍摄的影像航向重叠度和旁向重叠度不规则，影像间的重叠度相差加大[7]。

2.2.2影像数据倾角大

与传统航空影像相比，无人机遥感影像数据倾角大而无规律，给连接点的提取和布设带来困难。并且无人机应用于外业勘察时，难于建立野外实测地面控制点。这些特点给无人机影像的几何校正处理带来了困难，进而影响到图像镶嵌和信息的有效提取[5]。

2.2.3对GPS的依赖性

许多无人机系统都比有人驾驶飞机更依赖于GPS系统。例如，某些无人机必须依靠GPS的定位才能起飞。另一些无人机的编程则要靠GPS来实现自动返回。如果说GPS很容易受到动能和电子干扰时，那么同样无人机也会面临相应的干扰，从而无法保证数据采集的准确性。

2.2.4对通信系统的依赖性

无人机都要依靠卫星通信系统来实施指挥与控制以及将传感器搜集到的数据发回地面进行处理。与GPS一样，通信卫星也容易受到各种干扰，包括动能和噪音干扰。而这些干扰能大大降低无人机、地面控制站和信息处理中心之间的卫星通信数据率。总之，无人机比有人驾驶飞机更依赖于通信资源，尤其是使用多传感器来执行情报、监视和侦察任务的无人机。

3无人机遥感技术的应用

近几年，新疆第一测绘院与中科院新疆生态地理研究所展开无人机遥感系统项目的合作，实施了昌吉、克州、阿勒泰、伊犁、阿克苏等地部分区域的1：1万地形图测绘任务，完成航测外业测图626幅，航测内业测图415幅，测绘覆盖面积约1.5万平方千米；先后完成了塔城市城市规划地形图测绘工程、甘肃嘉峪关至新疆乌鲁木齐西站GPS控制测量工程、南疆二线电力测量工程、克拉玛依油田建设测绘工程等一批测绘项目。制作完成了各种比例尺数字正射影像图、数字高程模型、数字地面模型、数字地表模型、三维点云等，结束了测量人员翻山越岭、耗时极长的原始地质测绘、工程测量工作[7]。

同时新疆第二测绘院于2012年初利用无人机遥感技术完成奎屯市部分区域无人机影像图的生产制作，成图面积达23平方千米，影像分辨率为0.10米，采用中国测绘科学研究院的PixelGrid软件制作。此次奎屯市部分区域无人机正射影像图的顺利完成，加之前期已经完成的新疆生产建设兵团105团场无人机影像图、鄯善无人机影像图的反复试验生产，标志着新疆在无人机低空航摄及后续影像加工处理方面的技术已趋于成熟，将来可以在无人机应急保障、快速获取影像图方面提供新的测绘服务[8]。

4结语

无人机遥感系统是卫星遥感和航空遥感的有益补充[9]，具有高分辨率图像和高精度定位数据获取能力，是当今重要的遥感数据来源。随着国家援疆工作的大规模展开，新疆迫切需要加快基础建设，特别是地图测绘、城镇化建设、新农村建设、城市化改造、应急、反恐防暴、防灾救灾、环境监测、矿产资源与开发、土地利用与调查等领域急需现势性强的大比例尺地形图及正摄影像图数据成果，为当地的社会、经济建设提供快捷方便的高分辨率影像测绘保障服务[10]。利用无人机遥感技术进行的航空摄影测量，将从关键技术上保证精度满足大比例尺成图要求，从而推进新疆当地地理信息化建设进程。

The characteristics and application of

UAV Remote Sensing Technology

LI He-qing1，LIU Jun-yan2

（The Xinjiang Uygur Autonomous Region Transportation Planning Survey and Design Institute，Urumqi830006，China）

（Xinjiang Agricultural University science and technology academy，Urumqi830091，China）

Abstract： With the development of UAV Remote Sensing Technology，Remote sensing aerial data has become an indispensable part of the information industry，Characteristics and application of the UAV remote sensing technology are briefly described。

KeyWords： UAV，Characteristic，Application

参考文献

[1]朱京海，梁婷，徐光，刘家斌，问鼎. 无人机遥感技术在环境保护领域中的应用进展[J].环境保护科学，2013，39（4）：97-100.

[2]范承啸，韩俊，熊志军，赵毅.无人机遥感技术现状与应用[J].测绘科学，2009，34（5）：214-215.

[3]洪宇，龚建华，胡社荣，黄明祥.无人机遥感影像获取及后续处理探讨[J].遥感技术与应用，2008，23（4）：462-466.

[4]韩杰，王争.无人机遥感国土资源快速监察系统关键技术研究[J].测绘通报，2008（2）：4-6.

[5]吴荣华，周茂春，申依薇.无人机遥感数据处理探讨[J].江西测绘，2012，92（2）：53-54.

[6]王青山.简述无人机在遥感技术中的应用[J].测绘与空间地理信息，2010，33（3）：100-104. [7].谷国涛，吴良才.无人机遥感技术数据特点及其应用[J].科技向导，2011（35）：57-58.

[7]齐彬.新疆首次引入无人机用于国土监测防灾减灾[N].中国新闻，2010-3-12.

[8]朱建辉.新疆二院用无人机技术提升应急保障能力[N].中国测绘报，2012-2-7（3）.

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关键词：无人机遥感技术 土地执法 遥感监测

中图分类号：TP79 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）06（a）-0009-05

无人机遥感技术较传统的遥感技术而言，是一种低空遥感技术，它是以获取低空高分辨率遥感数据为目标，操作方便、灵活性强、成本较低的一种专业化遥感系统。随着社会经济的快速发展，各行各业对高分辨率的基础地理信息需求越来越大，仅靠以往传统的卫星数据系统获得的遥感信息数据和影像数据已无法满足现实需求。因此，无人机遥感技术作为一种新兴的、低成本、高分辨率、易操作的遥感技术自然受到各行业的追捧。当前，无人机遥感系统广泛运用于土地执法监测，这样有助于监测土地利用情况，并对其进行合理规划和土地资源管理。

1 无人机遥感技术概述

1.1 无人机遥感技术的特点

1.1.1 操作简单

随着无人机技术的不断成熟，其操作也愈显简便化，在使用无人机进行土地执法检查时，可以事先设定好飞行路线，针对空中和地面实际情况，通过校正数据以达到对目标的精确测量；当无人机出现故障时，其系统可以自动进行诊断，一旦出现故障，无人机可以自行返航到起点，以等待排除故障重新进行测量。

1.1.2 灵活方便

无人机不需要专门的场地进行起飞或降落，使用起来极为方便，可以通过多种方式在山坡、田地等地域进行起飞，并快速到达预定目标进行测量，完成测量任务后可以通过伞降或滑行方式回收。同时，无人机机身重量较轻，体型不大，携带也较为方便。

1.1.3 高分辨率

相比传统航拍技术，无人机遥感技术具有高分辨率获取影像数据的能力，这是无人机遥感技术的最大特点，无人机遥感技术获取影像的空间分辨率最高可以达到厘米级，主要得益于其具备面积覆盖、倾斜成像的技术能力。

1.1.4 低使用和维护成本

日常的维护、保养费用低，作业时的成本不高，正常情况下的支出：系统的直接成本很低，只需要设备的折旧费、人员工资、交通开支等。随着大量实验生产的开展，低空遥感技术已日趋成熟，无人机遥感技术以其机动、灵活、快速的反应能力和运行成本低等优势，正逐步成为航空遥感系统的有力补充，尤其是在小范围的遥感调查中能发挥非常重要的作用。近年来已成为影像数据获取的有效手段之一，能弥补卫星RS的不足。

1.2 无人机遥感的影像处理流程

1.2.1 影像的畸变差纠正

由于无人机遥感系统操作简单、运用灵活，成像分辨率高的特点，便广泛用于航拍领域中。因无人机相机的不同，无人机的类型也不尽相同，大多数情况下无人机遥感系统使用的都是普通相机，其拍摄出来的相片会出现畸变现象，一旦出现畸变，在后期相片数据处理结果上会出现误差，为了保障数据的真实准确性，都会事先纠正影像畸变，常见的处理方式有消除主点偏移、旋转影像等。

1.2.2 影像的三角测量

无人机遥感系统在低空进行航拍时会自动完成影像的三角测量，传统影像的选点和转点工作是由人工完成的，其效率较低，而无人机遥感技术能够自动完成选点和转点工作，工作效率大大提高。同时，影像中的各个坐标也是自动获取的，其坐标系中密点位置及参数也是自动形成。

1.3 无人机遥感系统简介

无人机遥感系统分为空中控制、地面控制以及数据处理系统，空中控制系统主要包括无人机机身、影像获取系统、控制飞行的动力系统等；地面控制系统主要包括无线通信系统及接收系统等，以对无人机进行航线规划及飞行控制。数据处理系统主要是影像数据处理软件。目前无人机遥感系统在国土遥感应用、能源遥感应用、林业遥感应用和农业遥感应用等领域得到了广泛推广，具体无人机航测遥感系统如图1所示。

民用无人机通常分为固定翼无人机、无人直升机和多旋翼无人机这3个种类。固定翼无人机是多数民用无人机的主流平台，这种飞行器的发展趋势主要向微型化和长航时发展，当前微型化的无人飞机大小只有巴掌大，长航时无人机能飞行时间大约10小时，起飞的方式也多种多样，有弹射、滑行、车载等等，降落的方式也可以选择伞降、滑行和撞网都可以；无人直升机是灵活性最强的无人机平台，可以原地垂直起飞和悬停；多旋翼（多轴）无人机是消费级和部分民用用途的首选平台，灵活性介于固定翼和直升机中间（起降需要推力），但操纵简单、成本较低。

2 无人机遥感技术在土地执法工作中的运用

土地执法是指县级以上人民政府国土资源行政主管部门按照法定程序和方式，依据该行政区域内土地管理法律和法规，通过遥感监测、动态巡查、地理信息系统等技术手段掌握该行政区域的新增建设用地和耕地保护情况，起到发现、制止并监督查处违法用地行为。具体体现在土地卫片执法检查的应用、土地管理动态巡查监测、违法土地案件整改情况监测和耕地保护的日常监测等方面的工作。

2.1 土地卫片执法检查的应用

国土资源部在2010年颁布了15号令，并且在全国开展了土地卫片执法检查工作，土地卫片执法检查是指通过卫星遥感监测、地理信息系统等技术手段对一个地区的土地利用情况进行监测，制成遥感影像图，将同一地域前后两个不同时点的遥感影像图进行叠加对比，可以反映出该地域土地利用的地表变化情况。通过对卫片监测所反映土地利用情况发生变化的地块逐一核查，掌握该行政区域的新增建设用地情况，发现、制止并查处违法用地行为。这几年持续的土地卫片执法工作使得湖南土地管理和土地合理利用得到了进一步改善；个人、企业及各地政府依法使用土地的意识有所提高；土地市场秩序有所好转，但是由于卫星影像是全国统一时点获取，获取时间是在土地卫片执法开展前一年的8月份，所以在开展土地卫片执法时，较发达地区的影像和实地有较大的差别；另外有的地区的卫星影像分辨率不高，影像的清晰度不够，因此，较发达地区的国土资源局为了加强对土地利用情况监督，有效遏制土地违法使用行为，进一步规范土地管理，采取无人机航拍监测方式对该地域进行土地监测。以2015年湖南省岳阳市土地卫片执法检查工作为例，2015年4月，岳阳市国土资源局获得了国家下发的2014年8月的2M分辨率彩色卫星影像，但是由于得到的卫星影像部分区域出现被云层，薄雾遮挡，清晰度不够，并且卫片执法开展时间和卫片拍摄时间相差半年，为了保证该市土地卫片执法检查工作的科学性和准确性，政府部门采用了无人机遥感技术对该市区进行航拍取像。在无人机机型中，固定翼无人机是飞行速度最快，续航能力最强的机型，因此，政府部门选用了IRSA（中遥）Ⅱ固定翼无人机，佳能HF M52相机进行航拍，拍摄的航片影像的分辨率为0.2 m，从线路规划、无人机飞行、航片的快速处理（如图2）和影像的建设用地解译等全部工作共用了15天顺利完成。

2.2 土地管理动态巡查监测

近年来，由于土地经济市场繁荣，从而导致违法占用土地、违法建设现象时有发生，基层执法部门任务繁重，在日常巡查过程中，由于受地域条件等因素制约，巡查工作有一定困难，存在对违法用地发现率低、发现不及时等弊端。“无人机航拍监测具有灵活机动、精细准确等特点，不受地形地貌等因素干扰，能够获得准确的视频和高精度的图片，确保不留盲区和死角，实现对辖区范围的全覆盖。土地执法部门通过无人机对该区域土地进行动态巡查监测，可以全面有效地了解该区域违法用地、违法建筑的情况。通过对制定区域进行无人机监测，对比同一区域前后不同时间点的影像数据资料，利用对比软件设备进行解译，最终为执法部门的执法行为提供数据来源。笔者所在的长沙市国土资源局在开展土地执法的动态巡查工作中，对涉及的违法用地进行了执法检查，对部分违法情况不清楚的地方或者某区域可能存在违法用地行为的，采用了无人机遥感技术对其进行拍摄，对土地监察动态进行定点巡查，其期限通常为3个月，为了保证航拍影像质量，航拍效率，使用了高质量、高安全性的无人机遥感技术。从而取得清晰的遥感监测图斑。图3为岳阳市某广场的影像对比图，由于2012年的卫星影像分辨率太低，无法有效辨认影像中的一些信息，无法为违法占用土地立案工作提供有力的依据，2013年是用无人机航拍，无人机是运用zc-5型，长2.1 m、翼展2.6 m，可以抵抗五级左右大风，飞行范围一般在2 000 km2，配置相机是佳能5D Mark Ⅱ、24 mm定焦镜头。在最终形成的清晰航片影像中，可以发现分辨率较高，建设面积和类型非常明显。

2.3 违法土地案件整改情况监测

在土地执法工作中，许多违法占用土地、违法建设案件被发现和查处整改，而土地执法部门在对违法占用土地查处整改情况进行现场调查取证时，如果用常规全站仪实地野外数据采集方法成图，作业量大，耗费时间长，成本高（每平方公里的费用达到8～15万元），且不宜大面积开展，不仅给土地执法工作带来不便，也严重影响了遏制违法占用土地的行为。相比野外实测，无人机航测具有周期短、效率高和成本低等特点，对于面积较小的大比例尺土地测量任务受天气和空域管理的限制较少，成本较低。而将无人机遥感系统进行工程化、实用化开发，则可利用它机动、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，保证违法土地整改查处情况监测的高效性。所以越来越多的国土资源局通过使用无人机遥感技术对违法占用土地面积较大和集中的区域进行航拍摄像，更直观和快捷地了解该区域的实际查处整改情况，而基于无人机机动性能强、不受场地情况限制，并且携带方便，执法部门可以充分利用无人机对违法占用土地进行监测摄像，实时记录土地违法案件的整改情况。

2.4 耕地保护的日常监测

耕地保护是加快经济发展方式转变的根本要求，在2015年1月视频会议作出重要批示，批示指出我国人多地少，任何时候都要守住耕地红线，守住基本农田红线。要坚持数量与质量并重，严格划定永久基本农田，既要明确其特殊用地政策，又要严格规范用地管理，加强监测督察，对土地违法违规问题动真碰硬、重点问责。这对土地执法的工作有了很高的要求，为了认真落实耕地保护，一些政府对于耕地较集中，耕种条件较好的区域开展了无人机遥感的定期巡查。比如常德市政府今年计划对该市区拨款150万元，运用无人机，分辨率为0.5 m的遥感技术，隔两三个月拍一次重点基本农田的保护区，以第一次作为基础，如果地面上有变化，比如耕地变成建设用地，或者耕地变成其他地类而引起耕地被破坏，这样就可以清楚地在内业处理后的航片影像中发现，常德市计划通过此项工作来开展对重点基本农田保护区的监测和耕地保护的高技术、高效率的推广工作。

3 无人机遥感技术可能存在的问题

无人机遥感技术作为一种低空航拍影像数据采集的主要方式，其灵活机动、续航时间较长、影像收集实时等优点，已成为卫星遥感系统的有效补充，而随着社会的不断发展，无人机遥感技术的运用将更加广泛，然而，基于无人机自身的限制，还需要不断完善无人机系统，以确保无人机遥感技术的稳定性和抗风险性。

3.1 抗风险能力有待提高

无人机机身较轻，由行高度低，容易受到风速影响，但为了提高无人机的抗风险性，通常情况下都是采取增加无人机机身重量，但是无人机承担量小，如果增加机身重量，其稳定性会下降。因此，如何在机身较低或不增加重量的情况下，通过改善无人机遥感技术来提高无人机系统的稳定性和抗风险性，保证无人机飞行安全是当前无人机遥感技术需要解决的重要问题。

3.2 拍摄范围不大

由于是低空飞行，一个架次拍摄的范围较小，并且体积不大，续航时间较短，一般只能飞行几个小时到十几个小时，仅适用于小范围区域的调查，对于大面积区域的全天候调查，需要配合大飞机、卫星影像数据开展调查。

3.3 遥感数据的后处理技术

当前使用的无人机遥感摄像设备是一种小型的数字相机，与传统的卫星摄像系统相比，其摄像数据太多，影像篇幅小，从而导致后期数据处理时间较长，因此，针对这类问题，应开发影像自动识别和拼接软件，提供影像数据处理效率，节省数据处理时间。

4 结语

当前，与传统航空遥感系统相比，无人机遥感技术具有更大的灵活性，使用便利，并且摄像时间短、影像分辨率高，弥补了传统航空遥感系统的不足，从而被广泛运用于土地执法监测领域。通过无人机遥感技术获取的高分辨率影像，对各类地物信息进行提取，可以有效提供土地利用情况的准确数据。然而，无人机遥感技术作为卫星遥感系统的补充，多运用于一般的小范围区域地形图绘制，加之无人机自身的一些不足和限制，无法满足大范围监测需求，因此，改进无人机系统质量，提高系统稳定性和抗风险性，改进遥感数据的处理技术等，是下一步无人机遥感技术发展完善的一个方向。

参考文献

[1] 范承啸，韩俊，熊志军，等.无人机遥感技术现状与应用[J].测绘科学，2009（5）：214-215.

[2] 郎城.无人机在区域土地利用动态监测中的应用[D].西安科技大学，2011.

[3] 王伟娜，葛莹，李心玉，等.航测成图与卫星影像测图的比较分析[J].测绘科学，2008（5）：65-66，72.

[4] 朱京海，徐光，刘家斌.无人机遥感技术在环境保护领域中的应用进展[J].环境保护科学，2011（9）：45-48.

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[7] 王邦松，艾海滨，安宏，等.航空影像色彩一致性处理算法研究[J].遥感信息，2011（1）：45-49.

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论文摘 要：现代信息技术在水文领域中的应用不断完善和发展，特别是在最近几年之中，ann技术、3s技术与水文模型的整合研究的发展，有助于开创水文研究的新领域。本文主要通过对rs、ann、gis、gps等技术的研究，从防汛抗旱、水文预报、保护水环境生态、水土保持这四个方面，阐述了现代信息技术在水文领域的应用 

 

rs技术在水文领域中的应用分析 

 遥感技术，即rs技术广泛应用于对旱情的检测与评估、检测水质、监测和评价土壤侵蚀和洪涝灾害等水文领域之中，取得了明显的经济效益。在洪涝灾害之中经常会使用遥感技术。紧急救灾、灾后重建和快速反应是遥感技术应用集中的主要方面。例如，我国早在80年代就利用了mss数据检测到了三江平原的洪涝灾害。之后民政局、中科院和水利部门都进行了相关的研究工作，在实践之中取得了显著的成效。遥感技术可以大幅度的减少洪涝灾害的损失，尤其是在灾后重建等当面，与其他普通手段相比具有全面性、客观性和快捷性的优势。遥感技术评估在灾害的监测评估方面也有了显著的发展。通过对土壤表面发射的电磁能量来测量估计土壤的湿度，再加上实测数据的支持，可以实现对旱情的遥感监测。同时还可以通过对作物的长势、地表温度的监测来监测旱情。通过了解不同地域的具体情况，建立针对它们的具体模型。我国目前建立在遥感技术基础之上的监测模型包括热惯量模型、作物缺水指数模型、植被指数模型和植被地表温度空间模型、气象模型、水文模型和微波模型等。使用遥感技术可以更快速和更低廉的获取大面积土壤的水分信息。因为监测模型的简繁程度有很大差异，所以遥感技术的使用范围和使用精度也有不同。我国目前已经建立了初步的旱情遥感技术监测体系，在一些试点地区获得了显著的成效。遥感技术在水质监测之中也有很大的作用。运用遥感监测技术，可以动态的监测地表水质在时间和空间上参数的变化情况，具体表现在对湿地的评价、和测定水质参数等方面。遥感技术在水质监测方面的应用已经开始在实践生产之中使用，随着它在水质监测领域的地位更加重要，它的发展也不断完善。 

 

gps技术在水文领域中的应用分析 

 全球卫星定位系统，即gps技术，具有自动化、高效率、精确度高、全天候的优点，成功应用于工程测量、航空摄影、资源勘测、地球动力学、大地测量、水文领域之中，取得巨大的社会效益和经济效益。水利信息与空间地理位置有很大的关系，gps可以更准确的获取水利信息的空间位置，可以运用在减灾防汛和水下地形测量等方面。使用全球卫星定位技术，可以及时准确的定位灾害的发生地点，尤其是在使用了无线通话功能之后，实现了双向的通话功能，使指挥中心和灾害现场能够自由及时的对象，方便二者进行沟通，对紧急情况做出应急反应。以往在汛期来临时，在大堤上排查险情，在发现了险情隐患之后，通过对讲机向指挥部门汇报，耽误了抢险时间，而且无法准确的描述出险情发生的位置。一旦报警系统上运用了gps技术，能够在第一时间将灾害的发生地点和灾害类别传送到指挥中心，可以对险情做出有效的反应。在运送抢险物资的车辆中，安装gps监控系统，编码后的汽车可以将其定位信息传送到指挥中心，指挥中心在接受到定位信号之后，可以将移动的船只和车辆的位置在地图上动态的显示出来。再配合电子地图，例如公路交通图、水系分配图、居民区分布图、物资仓库分布图等，利用网络的分析功能，可以将抢险物资以更快捷的方式送入受灾群众手中。而水下地形的测量在水库、港口、码头和桥梁的建设之中起着很大的作用，尤其是在减灾防洪的过程之中，会带来巨大的社会效益。 

3 gis技术在水文领域中的应用分析 

 地理信息系统，即gis，是在计算机软件和硬件系统的支持下的特定的空间信息系统，可以采集地球表层的相关地理分布数据，同时对数据进行储存、运算、分析、管理、描述和显示。我国目前的地理信息系统已经广泛的使用在减灾防汛、水土保持、水环境等水文领域。在减灾防汛的领域之中，gis技术可以预测预报城市的积水和退水状况、管理更新现有的排水设施情况、对排水设施进行设计和规划。规划城市绿地的面积和位置。分析暴雨的空间特征、对积水街道和暴雨的分布进行可视化的显示、储存具有分辨率高、层次多、更新频率快的数据，并对数据进行维护和管理。地理信息系统在再请评估方面也有很大的作用，例如管理基础背景数据、查询空间和属性数据、对数据进行统计、显示和检索。gis技术在水土保持之中的应用十分全面。主要包括判断是否发生土壤侵蚀、土壤侵蚀的程度划分、计算土壤侵蚀量、评价水土保持的效益、泥沙输移的状况、预测和模拟土壤的侵蚀过程等。在水土保持之中往往直接使用gis作为建立模型的平台，这是与gis在其他领域的使用中最大的区别。遥感技术、地理信息技术和全球卫星定位系统，即3s技术的集成使用为空间信息的管理、分析、应用、更新、获取和存储等方面提供了技术支撑。使用rs技术采集图像信息，使用gps技术提供主要的位置信息，最后使用gis使用一些技术手段，例如分析应用和图像处理等。将这三个技术紧密的结合起来，可以提供精确的数据资料的文本资料，可以通过动态电子地图的使用查看不同水文领域的信息，同时可以借助人工神经网络的实施，对洪峰流量、降水等水文要素进行科学、合理的分析，为减灾防汛提供科学的依据。 

 

4 ann技术在水文领域中的应用分析 

 ann技术，即人工神经网络技术，是使用数学方法对自然神经或人脑进行模拟和抽象，是一种模仿人脑结构的信息处理系统。在水文领域，ann技术主要可以进行洪水的预报和降雨流量预报等。人工神经网络技术具有适应能力强、计算速度快和自主学习能力强的功能。首先对输入条件和输出条件进行分析。输入条件包括降雨历时、降雨量、降雨过程、河道基流等。输出条件包括出口段面的流量信息。输入层、输出层和隐层这三个部分一起构成了降雨径流的预报模型。防洪的非工程性措施是洪水预报，做出及时的洪水预报可以帮助相关部门制定准确可行的防洪决策。ann技术在水文预报方面的作用主要通过实测资料，使用神经元的模拟关系，模拟影响洪水的其他因素和洪水之间的关系。 

 

5 结语 

 总之，现代化的信息技术支持可以促进水文信息化建设，本文讲述的rs技术、gis技术、gps技术和ann技术都在水文领域之中得到了广泛的使用。随着社会主义现代化进程的不断加快，国家过度重视信息的基础设施建设，使水文技术和现代信息技术共同发展。 

 

参考资料： 

[1] 陈洁.遥感和水问题 [m]．北京：人民水利水电出版社，2005，40，47． 

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关键词：测绘技术；矿山测量；应用

矿山测量主要服务于矿山的勘探、设计、开发、生产运营等各个阶段，矿山测量的水平和质量，对指导矿山开发工作具有十分重要的作用。为此，矿山测量工作要根据实际情况，选择合适的测量技术进行测量，逐渐促进新技术在矿山测量中的应用，以适应市场经济体制和矿山体制改革的需要，提高矿山测量的科学性和有效性。

一、全球定位系统在矿区测量中的运用

我国大部分矿区都在山区，林木茂密，测量条件极差，传统的矿区测量技术需要投入较大的人力和物力资源，现阶段采用通过使用静态的GPS控制网进行矿区的测量。为了保证检测结果的准确性，在选择静态GPS控制点时要注意三方面问题，首先，为了避免检测信号受到干扰，影响测量结果的准确性，GPS的控制点应该远离大功率无线电发射源和高压输电线路；其次，GPS的布点应该尽量靠近矿体或者坑口，相互同视的GPS控制点应该至少布置两个，对周边的露头定位尽量使用全站仪引测导线点加密控制；最后，GPS的控制点选点应该先在坑内灌注混凝土，另外，为了提高测量精度，保证全网整体平差，GPS控制网应该采用三角网锁连接方式。全球定位系统观测所得数据可以直接使用主机软件进行自动记录，并在计算机上进行相应的基线解算和平差，提高了数据处理的精确性和效率。

在矿山测量中经常使用GPS-RTK技术，RTK技术可以实时提供观测地点的三维坐标，提高测量的精确度，由于RTK技术具有自动化程度高、定位精度高、作业效率高、测绘功能高等特点，研究人员将GPS技术与RTK技术有效的结合起来，极大的满足了矿山各种比例尺的测绘要求，保证矿山测量人员可以精确的进行矿山测量，同时及时将数据进行存储，有效的提高了矿山测量的工作效率。

二、遥感技术在矿山测量中的使用

遥感技术在矿山测量中的使用时间较长，现阶段被广泛使用在找矿、煤层顶板研究以及矿区地质条件研究中，航空遥感资料可以作为矿区地形图测绘的资料来完成，作业人员可以通过相片的校正、野外调绘以及目视判读等工作进行地形图的测绘。相比传统的测绘技术，遥感技术的制图速度更快，而且测量的精度更高，成本较低，通过这种测量技术，可以实时了解矿区的动态信息，监测矿区的环境。在矿山测量工作中要遥感技术的应用可以分为以下几方面，首先，使用成孔雷达干涉测量技术，这种测量技术是通过雷达信号的相位信息获取三维信息，可以对观测地面的高程变化以及地表信息变化进行准确的了解，科学预测矿区的地表沉降状况，为矿山测量人员进一步测量工作提供重要的地表信息；其次，伴随遥感技术的不断发展，矿山测量人员开始使用遥感技术对矿山的地形图测绘，通过这种技术，可以有效的提取采矿坍塌部位的有效信息，考察矿区的自然灾害，调查矿区的土地资源以及矿山的生态环境。

三、全站仪在矿山测量中的应用

全站仪是目前应用前途最广泛的测量技术，是由光学技术和电子技术相集合的光电测量仪器，智能化的全站仪是集电、磁、光、机的科研成果，集测角、测距于一体的先进仪器，具有测距仪和经纬仪的优点，而且用数字形式提供检测结果，性能稳定、操作简单，在矿山测量中被广泛使用，例如地形测量、地面控制测量、井下测量和工程测量等都可以使用全站仪进行。全站仪测量技术可以直接通过计算机技术建立矿山三维数据自动采集处理的数据处理系统，进行数据的整理、加工和存储，而传统矿山测量技术需要使用手工录入、人工计算，为此，采用全站仪作为测量技术，一方面减少了矿山测量人员的工作量，另一方面也提高了矿山测量数据的准确性。

四、数字测图技术在矿山测量中的使用

数字测图主要包括现场数字测图和原图数字化两种方法，我国主要使用AutoCAD进行数字测图，AutoCAD主要应用在矿山测量的内业工作中，主要负责把矿山外业作业采集的数据进行精确的计算之后，经过AutoCAD在图纸中显现出来，并标明测量点和线之间的距离，线与线之间的夹角，最后进行绘图，根据显示的导线点与其他点或者线之间的距离巷道的长度绘制矿山的巷道。使用数字化测图技术在很大程度上降低了矿山测量人员的工作强度，提高了数据处理的效率，保证了绘图的准确性。

五、地理信息系统在矿山测量中的使用

地理信息系统在矿山测量中的使用分为三方面，首先，矿山的测量人员可以充分利用地理信息系统的数据管理功能，有效的将各种异原数据进行聚集，创建多源数据找矿模型，为实际工作提供准确的数据参考；其次，测量人员可以利用地理信息系统中的三维地学模拟技术，创建三维矿山，精确矿体的范围，圈定地下的地质体，保证科学指导矿山的开发和生产；最后，矿山管理工作一般会涉及多个方面，诸如矿山设计、开采；沉降监测；巷道开挖以及环境评价等等，矿山的测量人员应充分使用地理信息系统的信息管理功能，创建信息管理系统，给矿山管理的各个环节提供有效的参考，充分发挥地理信息系统的作用，提高矿山管理工作的有效性和科学性。

目前，矿山测量中使用的新技术主要有全球定位系统、数字测图、遥感技术、地理信息系统等，这些新型测量技术的应用，一方面提高了矿山测量的工作效率，另一方面增强了矿山测量的精确度，对提高矿山测量的质量发挥了重要作用。

结语：

测量技术的不断发展进步，促进了矿山测量的发展和进步，基于新型测绘技术的矿山测量，逐渐形成了集数据采集、处理、输入、输出、分析于一体的技术系统，为矿区的开发积累丰富的基础性材料，保证矿山开采的科学性，促进矿区开发的可持续性发展。

参考文献：

[1]邱本立,周青青,王建有.数字化测量技术在矿山测量的应用[J].中国新技术新产品，2010(19).

[2]史华林.工程测量中数字化测绘技术应用[J].中国新技术新产品，2010(23) .

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关键词：无线传感器网络

中图分类号：TP399文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2012) 03-0000-02

The Development of Wireless Sensor Networks and Its Application in Precision Agriculture

Pei Fang,Zhang Jie

(Hunan Mechanical&Electrical Polytechnic,Changsha410073,China)

Abstract:Wireless sensor networks have developed rapidly.Wireless sensor networks in real-time monitoring,perception,acquisition and processing of a variety of monitoring object information,has become one of the most cutting-edge scientific research topics.The article introduces the concept of wireless sensor networks,structure,characteristics and research focus and key technologies.

Keywords:Wireless sensor networks

随着微电子和微系统（MEMS）、无线通信、信号处理这三个技术领域近年来的飞速发展，一个新的研究领域成为国内外关注的热点，这就是基于大量具有通信功能的微型无线传感器构造的无线传感器网络WSN(Wireless Sensor Networks).WSN具有极其广泛的应用，如感知战场状态（军事应用）、环境监控（如气候、地理、污染变化的监控）、物理安全（如建筑和结构的）监控、城市道路交通监控、安全场所的视频监控。

一、无线传感器网络的国外发展状况

无线传感器引起了世界各国军事部门、工业界和学术界的极大关注。美国军方有包括C4KISR计划、Smart Sensor Web、灵巧传感器网络通信、无人值守地面传感器群、传感器组网系统、网状传感器系统CEC等都是关于无线传感器网络的研究。国际学术界和研究机构对无线传感器网络做了大量的研究课题。

（一）国际学术界对WSN的关注―专利

IEEE Journal on Selected Areas in Communications

(2004，VOL.22，NO.6，2005，VOL.23，NO.4，2006，VOL.24，NO.2)

Proceedings of The IEEE(2003，Vol.91，NO.8)

IEEE Wireless Communications(December 2004)

IEEE Signal Processing Magazine(2006，VOL.23，NO.4)

（二）WSN相关的国际会议

Wireless Communications and Networking Conference

Wireless Communications，Networking and Mobile Computing

ISCIT

ICASSP

ISSCS

（三）2004年在美国国际自然科学基金、国家健康协会的资助下，哈佛大学启动了CodeBule平台研究计划，目的是把无线传感器网络技术应用于医疗事业领域，包括医疗救急、灾害事故的快速反应、病人康复护理等方面。

（四）2003年INTEL公司在Berkeley大学的研究中心启动了关于WSN方面的研究计划，内容如下：

异构传感器网络，测量各种异构传感器网络的性能，研究嵌入式处理在异构网络中的应用。

Mote计划，开发下一代的自组织WSN节点，设计出更强处理能力、更大存储容量、更高带宽和可靠频射能力的节点。

TASK计划，研发Tiny Application Sensor Kit(TASK)，为一般用户快速开发和部署自己的WSN应用，提供简单实用的开发套件。

（五）美国Dust Networks和Crossbow Technologies等公司研究的“智能尘埃、Mote”已进入应用测试。在英国、日本、意大利等国家，已经开展了该领域的研究工作。

我国也开展了这一领域的研究工作，具体内容包括无线传感器结点的硬件设计、操作系统、网络路由技术、节能技术、覆盖控制技术等。目前正处于研究和开发阶段，这是一个很有意义的课题，是从理论到实践都需要大量研究的课题。

二、无线传感器网络的结构特点

无线传感器网络的结构如图1所示：

图1 无线传感器网络节点结构模块

WSN有两种组网结构：

平面拓扑结构。如图2所示。有的网络节点处于相同的平等地位，不存在任何的等级和层次差异，所以被称为对等式结构。

逻辑分层结构。如图3所示。网络节点按照某种规则（如地理位置、应用需求）分成各个簇，每个簇由簇头和成员节点构成。

图2 平面拓扑结构

图3 逻辑分层结构

三、无线传感器网络在精准农业的应用

精准农业是非常好的应用大规模互联网传感器一个应用方向。比如说美国的国家环境预测中心等等，都在为利用遥感技术为农业信息化做贡献。英特尔在美国做了一个无线葡萄园，利用传感器节点检测土壤的信息，日本开展研究田间检测服务器，如何提供自动化农业产品的生产检测与田间信息收集手段。这里面核心问题就是可能大量用遥感和地面信息感知。

利用WSN空间遥感，为什么把这两个东西结合起来，传统空间摇杆有一个局限性，它的分辨率低，就是说要检测一个温度、湿度，希望颗粒度比较细，但是卫星做不到那么细，那么这是第一个问题。第二传统配合卫星，遥感来解决它的分辨率低这样一种问题的方法就是用人在去提取一些地面的准确的信息，对遥感数据进行校正，这样做法也有局限人去做。首先活动范围有限，然后你时间又不连续，成本很高。

那么，我们提出地面和空间的遥感数据结合，就是要用地面的传感器网络获取信息，大量连续的信息和空间信息结合起来，进行联合繁衍，最后获取信息第一精度高，第二颗粒度、细粒度非常好。我们要做的这个工作包括这样一些事情，地面数据和遥感数据进行耦合，进行数据融合，然后要做一个地面观测系统，在IPv6网络作地面观测系统。第三要获取精确景区农田环境的信息，然后把这个系统应用到一个范围里面去。

那么核心问题做一个传感器节点，这个节点是专用节点，还要加不同传感器，或者一些不同特性加进去。这个节点有一些防热的问题，还有散热的问题，防盗等等这样的问题，它是多传感器土壤问题，湿度传感等等情况。为了提高它的增加控制时间寿命，可能在这种情况下加一个太阳能电池，就算没有我们希望通过软件控制，使节点通过时间可能半年以上它有一个作物季节，可以连续工作。

中央处理器部分可以做一个的嵌入式系统。到一个农田里有用两种方式部署，一个是密集，一个是稀疏，为了降低成本在密集方式我们部署是一种传感器节点，范围不是很大，但是节点密度很大，稀疏方式整个大面积我们要部署传感器节点，通过GPRS手段，把数据传到CNGI上来，通过处理出来结果就会提供给农业部门。进行早期的估产，进行施肥加水，施放农业的决策依据。

那么，无线传感器的数据处理，这是一个网络上面一个问题，就是传感器数据如果采集到以后我们是N次数据是一一往上传是有问题，这样大大降低整个网络生命周期，要进行本地压缩，会聚融合传上来，要进行预处理。那么我们刚才提到数据融合算法，要密切的满足无线传感器网络特点，包括数量，分布密度，拓扑结构，能量约束，技术能力约束，存储空间约束等等。对无线传感器网络很重要就是它的生命期，如果太短的话，WSN是没有意义。还有遥感系推获取系统是来自卫星的数据，地面获取，数据库建设，数据库融合的问题。那么有一系列难点，比如说作物生长遥感指标，刚才说这个网络部署密集部署说起来很简单做起来是非常难，传感器目前是没有结构的，是没有路由器，是用组网，组网有一些非常复杂的问题，做不好这个传感器网络两天就死掉。所以要一种算法，包括路由，应用尽可能提高生命周期，这是一个很大的问题，尤其是大规模的应用的。

第三个问题就是耦合模型，怎么进行耦合。那么，未来这样一个系统，它要从检测，到反过来进行控制，精准农业控制，通过检测发现现在需要水，不需要内供浇水，可以通过人工智能浇灌系统等等

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【关键词】水文学；现代信息技术；遥感技术；GPS技术

水文学是地球科学中的一项重要组成部分，是以研究地球上水系统变化规律为主的一门新学科，尤其是水文科学的进步直接关系到水力发电行业的发展。水文学在工作研究领域中主要是以水的起源、存在、循环、分布以及相应的运动变化规律进行深入分析，并利用这些规律来为人类社会发展服务。现代社会与高新技术的迅速发展，促使了水文学研究发生了翻天覆地的变革。尤其是近年来，计算机技术、信息技术、卫星技术的不断发展与应用，为现代水文研究技术和理论的改革与创新奠定了坚实的技术基础，也为水力发电行业提供了强大的技术支持。

1、RS技术在水文领域中的应用分析

1.1RS技术概念

RS技术即遥感技术，是与上个世纪六十年随着近代物理学、计算机技术和空间技术的发展而产生的一门综合性新的探测技术。在探测工作中，它是通过一种非直接接触的方法对远距离的目标性质和运行规律进行探测的技术。遥感技术通常由遥感平台，遥感介质、传感器和数据处理中心五部分组成。

1.2遥感技术在水文领域的应用

遥感技术随着社会的发展越来越广泛的应用在旱情评估与检测之中，同时在评价土壤侵蚀和洪水产生的原因方面也取得了较为显著的成果。在洪水灾害中，经常使用遥感技术来对洪水的影响和损害进行评估，以便紧急救灾和灾后重建工作的顺利进行。

在洪水灾害的检测中，遥感技术可以对灾后重建和评测具体的损失情况起着着全面、客观、科学、准确的作用。在现阶段的社会发展中，遥感技术在灾害监测评估方面取得了较大的发展，同时其对于干旱预测方面也取得了一定的成绩。一般而言，遥感技术通过土壤表面发出的电磁能量的测量来进行土壤湿度的评估，再加上相关数据的统计与分析，进而实现干旱监测的作用。而且，还可以在工作中通过对土壤表面植物的生长情况、地面的温度情况来监测旱情的产生规律。通过了解不同地域的相关情况，建立一个能够满足植物作物彼此之间的生长优势和协调生长模式。在工作中，根据具体的相关情况建立出一项系统全面的遥感技术体系和管理控制流程。

在水文领域的研究中采用遥感技术不但能够更快地获得了大面积的土壤湿度信息，而且能够快速准确的分辨出土壤中水含量的分布规律，因为监测模型的构成方式和简化程度之中存在着差异，因此对于不同范围和精度的遥感技术也不尽相同。在目前的社会之中，我国目前已经建立了初步的旱情遥感技术监测体系，在一些试点地区获得了显著的成效。遥感技术在水质监测之中也有很大的作用。运用遥感监测技术，可以动态的监测地表水质在时间和空间上参数的变化情况，具体表现在对湿地的评价、和测定水质参数等方面。遥感技术在水质监测方面的应用已经开始在实践生产之中使用，随着它在水质监测领域的地位更加重要，它的发展也不断完善。

2、GPS技术在水文领域中的应用分析

全球卫星定位系统，即GPS技术，具有自动化、高效率、精确度高、全天候的优点，成功应用于工程测量、航空摄影、资源勘测、地球动力学、大地测量、水文领域之中，取得巨大的社会效益和经济效益。水利信息与空间地理位置有很大的关系，GPS可以更准确的获取水利信息的空间位置，可以运用在减灾防汛和水下地形测量等方面。使用全球卫星定位技术，可以及时准确的定位灾害的发生地点，尤其是在使用了无线通话功能之后，实现了双向的通话功能，使指挥中心和灾害现场能够自由及时的对象，方便二者进行沟通，对紧急情况做出应急反应。以往在汛期来临时，在大堤上排查险情，在发现了险情隐患之后，通过对讲机向指挥部门汇报，耽误了抢险时间，而且无法准确的描述出险情发生的位置。

3、现代化信息技术在水利水电中的应用

随着信息技术的发展，计算机作为一种新的工具，已经对社会产生了巨大的影响。新的工具产生新的方法，计算机辅助工程项目管理已经成为一种先进、可行的新方法。利用计算机网络系统，可以大大提高信息沟通和数据采集的效率，可以把大量纷杂的信息进行有序的组织。新的工具也带来了新的思想。建立在计算机网络世界基础上的过程重建、学习型组织、知识管理等新思想纷纷被应用到实践中。

自20世纪90年代以来，我国水电行业进入了快速发展的机遇期，随着市场经济体制改革的不断深化，我国的水电行业投资体制也发生了根本性的变革。水电工程的建设管理亦由原来的计划经济管理模式逐步经历了项目招投标制、工程监理制和业主负责制，以及大型非电力集团企业跨行业参与水电工程建设，发展到现在的项目管理模式，说明了拉锯式的超长期施工已不满足我国电力需求增长的需要，不考虑投入产出比，低效率的管理方式，已不适应现代企业发展的要求。对于水电工程中的机电工程项目，往往都是投资巨大，子项目众多，施工工艺复杂，施工高峰期人数近千人，工程承包单位几十家，各类物资、材料、设备供应商数十家，主要工序上万条，面对如此复杂的资源配置、复杂的施工工序和严格的工期要求，如何使建设各方密切配合、运筹帷幄、科学组织、有效协调，作好机电工程项目的控制管理工作，传统的管理已经不能满足要求，这时必须应用先进的信息技术辅助管理。

项目管理是近年来国际上兴起的一门新兴专业学科和技术。随着项目，尤其是较大型的建设工程项目的启动、规划、实施等项目生命周期的展开，与项目有关的合同、图纸、报告、文件、照片、音像、模型等各种各类纸介质和非纸介质信息会层出不穷地产生，对项目信息的管理变得越来越重要。项目信息管理的效率和成本将直接影响项目管理其他环节的工作效率、质量和成本。很显然信息处理始终贯穿着项目管理的全过程。如何高效、有序、规范地对项目全过程的纸介质信息资源进行管理，是现代项目管理的重要环节。随着互联网Internet、多媒体数据库MMDB及电子商务EC等以计算机和通信技术为核心的现代信息管理科技的迅猛发展，又为项目（特别是大型建设工程项目）信息管理系统的规划、设计和实施提供了全新的信息管理理念、技术支撑平台和全面解决方案。由此导入了项目信息化管理的全新观念。

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关键词:无人机系统；快速测绘；分析

Abstract: Combined with the actual, this paper introduces the concept of the UAV system fast mapping, and analyzes the specific operating processes and advantages and disadvantages, for your reference.

Key words: UAV system; fast mapping; analysis

中图分类号:TP79文献标识码： A文章编号：2095-2104（2012）

近年来,随着经济建设的快速发展,地表形态发生着剧烈变化,迫切需要实现地理空间数据的快速获取与实时更新。航空摄影是快速获取地理信息的重要技术手段,是测制和更新国家地形图以及地理信息数据库的重要资料源,在空间信息的获取与更新中起着不可替代的作用。应实时化测绘的需求,无人机航摄近年来发展迅猛,随着无人机与数码相机技术的出现与发展,基于无人机平台的数字航摄技术已显示出其独特的优势,在应急数据获取与小区域低空测绘方面有着广阔的应用前景。无人飞行器与航空摄影测量相结合,成为航空对地观测的新遥感平台被引入测绘行业,加上数码相机的引入,就使得“无人机数字低空遥感”成为航空遥感领域的一个崭新发展方向。“无人机数字低空遥感”有低成本、快捷、灵活机动等显著特点,可成为卫星遥感和有人机遥感的有效补充手段。本文主要论述了无人机数字航摄系统的性能与特点以及利用其实施的低空摄影测量试验,通过试验论证了该系统的可行性与优势。

1、“无人机低空遥感”系统简介及发展状况

无人飞行器遥感技术有其他遥感技术不可替代的优点,可成为卫星遥感和有人机遥感的有效补充手段,该技术主要涉及飞机平台、测控及信息传输、传感器、遥感空基交互控制、地面实验/处理/加工、以及综合保障等相关技术领域。我国无人飞行器航空遥感技术的进步不仅表现在无人飞行器的研制,还表现在正好适用于航空遥感的飞行控制系统、遥感通讯系统的研制,更表现为轻小型化传感器及其数据处理系统相匹配的航空遥感系统集成,最终形成可执行航空遥感任务的业务系统。

目前,我国已有多家科研机构和公司研制出轻小型无人机遥感系统(固定翼无人机和无人直升机低空遥感系统)。目前比较适用的低空遥感无人机,一般任务载重10kg～20kg,安装1～4个面阵数码相机,适宜获取0.05m～0.50m分辨率的光学彩色影像。机上安装GPS和轻小型稳定平台,因此可以支持全自动空中三角测量,实现稀少地面控制点的高精度测量。

“无人机低空遥感”系统组成

本文论述的无人机数字航摄系统是自主产权的“华鹰”无人机数字航摄系统,该系统是是基于固定翼飞行平台的现代化城镇空间数据采集系统,系统见图1所示。该系统采用具备姿态、速度和高度精确控制与数据记录，以GPS导航为基础的自动驾驶仪，搭配千万像素级135型全画幅单反数码相机和姿态稳定云台，可快速获取1:2000大比例尺真彩色航空影像。

该系统的无人机重20kg,长2.1m,翼展2.6m,它采用一台空活塞发动机推进,巡航速度110km/h,升限达到海拔3500m,续航时间3小时。该系统采用了先进的GPS导航自主飞行,航线全自动规划,飞行航迹、高度和姿态高精度自动控制等一系列先进技术,具备了良好的飞行性能,只需要一条100m长的跑道,周围没有突出的障碍物,无人机就可以自主起降,如果采用遥控起降方式,则只需要二三十米长的跑道。起飞后,盘旋一圈,检验飞行状态,就可以按照预先设定的航线,自动飞往预定目标执行任务。它主要包括：

2.1空中部分:云台(含稳定平台)、数码相机、执行部分、自动控制设备、差分GPS、摄像机、通讯设备。

2.2地面部分:地面GPS、手控设备、编码器、计算机、通讯设备。

该系统通过无线链路方式连接连接地面与空中设备。

图1

“无人机低空遥感”系统控制指标

通过各项技术控制,该系统的航摄质量所达到的如下:

3.1 航向重叠度:55%～80%可调,最大可设置为80%,重叠度平均差:≤±4%

3.2 旁向重叠度:25%～50%可调,最大可设置为90%,重叠度平均差:≤±4%

3.3 横滚、俯仰角:≤1.5°;旋偏角:≤3°

3.4 航摄高度稳定能力:≤±5m;

3.5航线偏差:≤±3m;

3.6 1km航线弯曲度:≤0.5%

无人机航摄系统技术流程

数字航摄作业与传统胶片航摄相比,影像无需冲洗和扫描,作业步骤减少了许多,这样可以大大缩短测绘产品生产周期,采用本文论文的无人机数字航摄系统进行作业的具体数字航测作业流程见图2所示。

图2

4.1资料收集及技术设计

首先，应充分收集测区现有资料，主要包括：1:10000地形图、高等级控制点情况、测区地形、相对高度、植被分布、天气状况情况。

4.2 航线及测区划分

根据本测区地形及成图比例尺等因素情况确定本次飞行的航高，确保无人机在安全的高度上飞行。考虑成图精度等因素，如果测区的相对高差较大，还需根据海拔高度分片区进行。考虑地形分布情况，确定航摄时的具体飞行路线。

4.3外业航空摄影

掌握天气动态，选择最有利的外部条件，尽量减少外部覆盖物（积雪、植被）对摄影与测图的不良影响。航摄方向一般均为东西方向，可减弱日照方面的影响。选择航摄时间既要考虑充足的光照度，又要避免过大的阴影。

4.4像控布设及像控点联测

一般采用区域法布设像控点，布设方式成格网状，格网点附近即是像控点的采集区域。在测区及地形变换处应布设平高点。

4.5内业空三加密

无人机所获取的航片有“像幅小，影像畸变大，旋偏角和翻滚角大”等特点，内业计算量非常大。该系统采用的空三加密模块和平差模块可快速并行处理海量数据，能够快速高效地生成大量高精度、高强度的模型连接点，获得高精度的空三加密结果，满足成图要求。

4.6 立体测图

采用现代数字摄影测量软件可自动进行以下工作，如：内业立体判测、模型连接等工作。并具备自动、最优地切换立体模型，无需生成核线影像。极大地减轻了测绘人员工作劳动强度，非常适合无人机航摄成图。

另一方面，由于无人机有其独有的特点，如：像元分辨率低（只有DMC的一半左右），内业判读困难，因此，在实际生产作业中我们应该适当增加大人工干预的力度。尤其要注意对于难于判断其是的点状地物。如：电杆、水塔或烟囱等的判读。

4.7 外业补测及调绘

如果在航摄过程中存在植被遮盖及阴影无法进行立体测图则可采用常规测量方式进行外业调绘及补测。

（略）