无人机应用领域（精选8篇）
1.应用领域：街景拍摄、监控巡察
工作原理：利用携带摄像机装置的无人机，开展大规模航拍，实现空中俯瞰的效果。
推荐理由：谷歌和腾讯街景都“Out”了，那一辆辆的街景车一遍一遍地压马路，说不定哪天就把你我的正脸给拍进去了，但无人机就大不一样了，其拍摄的街景图片不仅有一种鸟瞰世界的视角，还带有些许艺术气息。别忘了，在常年云遮雾罩的地区，遥感卫星不够灵光的时候，无人机可要冲锋陷阵。
2.应用领域：电力巡检
工作原理：装配有高清数码摄像机和照相机以及GPS定位系统的无人机，可沿电网进行定位自主巡航，实时传送拍摄影像，监控人员可在电脑上同步收看与操控。
推荐理由：采用传统的人工电力巡线方式，条件艰苦，效率低下，一线的电力巡查工偶尔会遭遇“被狗撵”“被蛇咬”的危险。无人机实现了电子化、信息化、智能化巡检，提高了电力线路巡检的工作效率、应急抢险水平和供电可靠率。而在山洪暴发、地震灾害等紧急情况下，无人机可对线路的潜在危险，诸如塔基陷落等问题进行勘测与紧急排查，丝毫不受路面状况影响，既免去攀爬杆塔之苦，又能勘测到人眼的视觉死角，对于迅速恢复供电很有帮助。
3.交通监视
人机参与城市交通管理能够发挥自己的专长和优势，帮助公安城市交管部门共同解决大中城市交通顽疾，不仅可以从宏观上确保城市交通发展规划贯彻落实，而且可以从微观上进行实况监视、交通流的调控，构建水一陆一空立体交管，实现区域管控，确保交通畅通，应对突发交通事件，实施紧急救援。
4.应用领域：环保
工作原理：无人机在环保领域的应用，大致可分为三种类型。一：环境监测：观测空气、土壤、植被和水质状况，也可以实时快速跟踪和监测突发环境污染事件的发展;二，环境执法：环监部门利用搭载了采集与分析设备的无人机在特定区域巡航，监测企业工厂的废气与废水排放，寻找污染源;三，环境治理：利用携带了催化剂和气象探测设的柔翼无人机在空中进行喷撒，与无人机播撒农药的工作原理一样，在一定区域内消除雾霾。
推荐理由：无人机开展航拍，持久性强，还可采用远红外夜拍等模式，实现全天候航监测，无人机执法又不受空间与地形限制。时效性强，机动性好，巡查范围广，尤其是在雾霾严重的京津冀地区，使得执法人员可及时排查到污染源，一定程度上减缓雾霾的污染程度。
5.应用领域：确权问题
工作原理：大到两国的领土之争，小到农村土地的确权，无人机都可上阵进行航拍。
推荐理由：以**之争为例，无人机灵活机动，无需出动一兵一卒，就可记录下日本在我国**周围实施的图谋不轨的小动作。实际上，有些国家内部的边界确权问题，还牵扯到不同的种族，调派无人机前去采集边界数据，有效地避免了潜在的社会冲突。
6.应用领域：农业保险
工作原理：利用集成了高清数码相机、光谱分析仪、热红外传感器等装置的无人机在农田上飞行，准确测算投保地块的种植面积，所采集数据可用来评估农作物风险情况、保险费率，并能为受灾农田定损，此外，无人机的巡查还实现了对农作物的监测。
推荐理由：自然灾害频发，面对颗粒无收的局面，农业保险有时候是农民们的一根救命稻草，却因理赔难，又让人多了一肚子苦水。无人机在农业保险领域的应用，一方面既可确保定损的准确性以及理赔的高效率，又能监测农作物的正常生长，帮助农户开展针对性的措施，以减少风险和损失。
7.应用领域：快递
工作原理：无人机可实现鞋盒包装以下大小货物的配送，只需将收件人的GPS地址录入系统，无人机即可起飞前往。
推荐理由：这早已不是天方夜谭，美国的亚马逊，中国的顺丰都在兴冲冲地忙着测试这项业务，而美国达美乐披萨店，已在英国成功地空运了首个披萨外卖。据悉，亚马逊宣称无人机会在30分钟内将货物送达1.6公里范围内的客户手中。据说顺丰研发无人机送货的目的，是为了解决偏远地区送货难的问题。无人机送快递，如果能不落到用户脑袋上的话，还算是个新颖的好点子，至少，在婚礼上用无人机来送戒指的话，还有点小惊喜。
8.应用领域：影视剧拍摄
工作原理：无人机搭载高清摄像机，在无线遥控的情况下，根据节目拍摄需求，在遥控操纵下从空中进行拍摄。
推荐理由：无人机实现了高清实时传输，其距离可长达5公里，而标清传输距离则长达10公里;无人机灵活机动，低至一米，高至四五千米，可实现追车、升起和拉低、左右旋转，甚至贴着马肚子拍摄等，极大地降低了拍摄成本。影视圈使用无人机的成功案例比比皆是，无论是新晋导演韩寒的处女秀《后会无期》，还是炙手可热的节目《爸爸去哪儿》，抑或是经典大片《哈利·波特》系列、《007天幕坠落》《变形金刚4》等，都能从幕后发现无人机的踪影。此外，俄罗斯索契冬奥会以及央视的钱塘江大潮等重要事件的报道中，无人机也功不可没。
9.应用领域：灾后救援
工作原理：利用搭载了高清拍摄装置的无人机对受灾地区进行航拍，提供一手的最新影像。
推荐理由：无人机动作迅速，起飞至降落仅7分钟，就已完成了100,000平方米的航拍，对于争分夺秒的灾后救援工作而言，意义非凡。此外，无人机保障了救援工作的安全，通过航拍的形式，避免了那些可能存在塌方的危险地带，将为合理分配救援力量、确定救灾重点区域、选择安全救援路线以及灾后重建选址等提供很有价值的参考。此外，无人机可实时全方位地实时监测受灾地区的情况，以防引发次生灾害。其实，无人机又岂止有八大热门应用领域，十大二十大已然不止。在这种热度之下，又有民用无人机牌照的出炉，势必催生无人机日益走向大众化。但笔者有些担心，未来会不会出现无人机漫天飞舞的局面?到那时，无人机的大规模民用，究竟是福是祸?也未可知。在无人机走进千家万户之前，无人机的不安全因素仍不容忽视，毕竟，无人机会对空域的正常管理造成影响，也会带来侵犯隐私等一系列安全问题，因此，“管”字当头，无人机才能越飞越高。
基础工作是公安边防工作的根基, 是推动公安边防事业科学发展的基石。《公安边防部队基础信息化建设指导意见 (征求意见稿) 》中, 明确提出了建设边防警用航空指挥信息系统的要求, 指出2015年到2017年着力建设无人机飞行控制系统, 提高边境空中管控能力和快速反应能力, 这是边防警务领域首次将空中无人机系统列入基础信息化建设中。
1 无人机概况
1.1 无人机的概念
无人驾驶飞机是由无线遥控设备或自备程序控制系统操纵的无人驾驶飞机, 又称无人飞行器, 简称无人机 (UAV———Unmanned Aerial Vehicle) [1]。近二十年来, 无人机先后参加了阿富汗和伊拉克等多次局部战争, 并取得了累累战果。目前, 无人机的应用已经从军事领域拓展到警用领域、民用领域。
1.2 无人机的分类
根据飞行原理不同, 无人机分为固定翼无人机、无人直升机和多旋翼无人机。固定翼无人机常用于区域搜索、长时间航行要求任务, 配备有固定基地进行起降;无人直升机和多旋翼无人机则比较灵活机动, 多运用于对局部区域的低空定点航拍, 在建筑楼顶、船体甲板上即可进行起降, 对起降场地要求不高。
1.3 警用领域无人机平台的构成
完整的警用领域无人航空器系统可以大致分为外业软硬件系统、内业软硬件系统和专业操作技术人员两个部分[2]。内业系统包括电脑后期处理系统、设备预处理系统、辅助演示系统和无人机维护平台四部分, 内业硬件系统基本上是各种任务所共享的, 都是基于微型计算机的数字信息后期处理软、硬件系统, 每一警务部门使用专门的信息、处理软件;外业系统则包括航空器飞行平台 (包括机体本身) 、任务荷载设备和地面站三部分。
2 无人机在边防警务领域的优势
2.1 快速机动反应
无人机的快速机动反应特点主要反映在起降场地要求低。无人直升机和多旋翼无人机无需配置专门的机场, 在地面、高楼天台、船艇甲板等地均可进行起降, 固定翼无人机滑行距离也一般不超过300 m, 起降场地低要求为无人机的快速机动反应奠定了基础, 警方能随时随地根据需要就近选择场地出动无人机协助执法。相比之下, 有人机起飞滑跑距离在1 km以上, 对跑道要求比较高, 而且机场通常修建在郊区等较为偏僻的地区, 不利于及时到达执法地点[3]。
2.2 最佳视角进行侦查
无人机影像拍摄具有高清晰、大比例尺、小面积、高现势性的优点。它以无人机作为空中遥感平台, 以高清摄像头为工具, 实现对地面彩色、红外、黑白影像数据的收集, 并利用计算机对图像信息进行后期加工处理, 集成了遥感、遥控、遥测技术与计算机技术的新型应用技术。在一些包围抓捕过程中, 无人机可以高空监控包围圈内情况, 以最佳角度及时记录下事态发展过程, 为地面指挥人员决策提供实时有效的信息, 同时为事后处理提供最有力证据。
2.3 避免人员伤亡
人员的零伤亡则是无人机运用于警务活动最大的特点之一。与歹徒的暴力对抗过程中, 运用无人机进入相关区域开展监控, 可以零风险地了解歹徒的具体位置、人员数量、武器装备等重要情报;使用无人机在有毒气泄露、火警、自然灾害救援现场进行勘察时, 也无需考虑有害气体对飞行员造成的人身威胁。
2.4 成本低廉
一架起飞重量在5~10 kg, 翼展在2~3 m的小型固定翼无人机, 其市场价格大致分为:无人机机体1万~3万元, 航电设备2万元左右, 地面站及飞控系统 (软件部分) 5万~10万元, 搭载的任务装备的价格因需求而不同, 也就是说总共投入约15万元就能实现具有一定战斗力的无人机系统, 能满足空中监视、视频实时传输等基本任务要求[4]。而造价上百万、上千万的有人战机的运维成本更高, 燃料消耗、飞行员培训都是一笔巨大的开支。
3 无人机在边防警务执法的典型应用案例
3.1 口岸处突
当前各口岸技防设施以视频监控为主, 对于活动目标的监控仍存在一定的盲区, 而且监控设备非常容易受到不法分子破坏导致“失明失聪”, 无人机则可以第一时间到达事发现场, 通过可见光视频和红外热成像等机载设备, 对嫌疑人进行动态跟踪, 将犯罪嫌疑人的武器装备、人员数量等第一现场情况实时回传作战指挥部, 为指挥首长制定行动方案提供决策依据。另外, 搭载轻武器的无人机还能够在我方发起进攻时提供高空火力支援, 而其自身体积小、机动灵活的特点也能够有效避开嫌疑人的武器攻击。发生群体性事件时, 无人机能实时跟踪事件的发展态势, 采集现场数据, 帮助指挥中心实施不间断指挥处理;通过加装高音喇叭, 可以进行空中喊话, 从而开展心理攻势[4]。将无人机应用于口岸处突, 实现了360°无死角管控, 解决了边检远程指挥难、取证难、监控难等突出问题, 有力提升了口岸管控能力。
3.2 情报收集
信息化条件下情报工作取得了巨大的发展, 但在一些偏远不发达地区, 受条件所限, 视频监控等无法覆盖, 不法分子窝点通常布有暗哨, 一旦有陌生人进入所属区域就引起对方警觉, 侦查员搜集到的资料仅仅停留在平面化、非可视化, 对情报收集工作来说是一个很大的障碍。利用无人机进行空中全景现场侦查具有隐蔽性, 避免了大型直升机侦查因目标大、噪音响而引起不法分子警惕, 又能快速机动灵活地对目标进行全方位多角度地进行现场取证调查, 为后期围捕行动提供第一手情报信息。在大型活动中, 无人机可以从空中向地面提供高清画面, 并可以快速机动到任何需要的区域上空, 搜索发现地面可疑人员、车辆, 提供强有力的空中情报保障。
3.3 巡逻监护
我国边境地区地形复杂, 走私、偷渡通道就隐藏在这些交通不便的地区之间, 边境线过长、面积大、地形多样复杂都给边防管控带来了巨大的挑战。另一方面, 沿海港口、内陆铁路口岸边检站承担出入境货轮、列车等交通运输工具的监护任务, 货轮列车体型庞大, 实施随船、随车监护时检查员受视野所限制, 对船体、车体难以做到前后兼顾, 检查员从船体车体头部走到尾部需要很长时间, 整体把握船员和列车乘员的活动情况存在一定困难。小型无人机通过地面站软件设置飞行路线, 可实现高效的边境线巡逻或对重点海域的缉私巡逻。在边境山林地区, 可以采用无人机进行低空搜索, 每隔一定飞行距离自动拍摄—组高清照片, 通过对照片进行分析, 一旦发现了疑似嫌疑人活动通道或者窝点, 随即派遣警用直升机和相关人员去该区域详细侦查。进行随船、随车监护时, 可以使用无人机在货轮、列车行进方向上配合检查员工作, 随时调动无人机前往不同位置对船体车体进行全方位多角度动态监控。
3.4 物资输送、通讯中继
利用无人机能够辅助后勤部门为高山老林进行执勤任务的部队进行物资输送, 能够提高物资输送效率。挂载了中继通讯设备的无人机能够帮助在山地执勤的部队进行超越地平线的远距离通信, 从而防止通讯无线电信号被山地等障碍物所遮拦, 以及在卫星带宽不足或不能使用时为部队提供超地平通信。除了能满足边境安全管控需要外, 在口岸现场无人机也能发挥作用。加装空投装置后, 小型无人机还能进行特殊物品的投送, 如播撒传单、向地面人员传递政府信息或者投放催泪瓦斯、驱散不法人员等。
4 结束语
将无人机广泛用于反恐、毒品、偷渡等特殊案件侦察、出入境交通工具查控、口岸突发事件空中监控等警务活动中, 可充分发挥其“反应快、盯得牢、记得住”的优势, 快捷高效地完成应急追踪、现场取证、高空拍摄、空中监控等急难险重任务, 并为指挥决策提供实时准确的现场资料, 这无疑将成为公安边防部队在信息化条件下, 完成打击违法行为、维护边境安全稳定等工作任务的新型装备。目前, 无人机在国内警务领域的应用已经取得了不俗的实战效果。在无人机技术越来越成熟和进步的今天, 如何更深入地将无人机应用到边防警务活动的各个领域, 除了升级无人机设备本身外, 更关键的在于结合实战深化应用、定制无人机警务实战技法战法以及配套的软件应用系统的充分研发和利用, 从而促进部队核心战斗力生成和警务模式的创新转变。
参考文献
[1]吕正学, 蔡群.无人机作战运用及发展趋势刍议[J].国防科技, 2007 (4) :61-63.
[2]刘哲.小型无人机在警用领域的应用与造型设计研究[D].上海:东华大学, 2012.
[3]罗颖, 张敏, 刘军.鹰击长空织就“天网”——无人机及其警务应用现状[J].警察技术, 2014 (5) :53-62.
关键词：环境保护；无人机遥感系统；应用
中图分类号：TN912 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）26-0055-02
随着科技的不断进步，我国的工业发展越来越快，与此同时，我国的环境保护压力也越来越大，环境基础数据是做好环境保护工作的重要资料，只有保证环境数据资料的准确性、完整性，才能科学、合理的制定环境保护方案，才能确保环境和经济共同发展。无人机遥感系统是继航空、航天遥感平台之后的第三代遥感平台，将无人机遥感系统应用在环境保护领域中，能有效地提高环境基础数据的准确性、可靠性，无人机遥感系统对环境保护有十分重要作用。
1 无人机遥感系统
1.1 无人机遥感技术的概述
无人机是指利用计算机程序系统或者无线电遥控设备对不载人的飞行器进行控制，无人机可以分为无人驾驶直升机和固定翼型无人机两种状况。遥感是指在不直接接触物体的情况下，利用远程探测仪对物体的状况进行探测，并将物体的信息传送到控制中心进行数据分析处理，从而掌握物体的属性、分布状况。无人机遥感技术是将无人机技术、遥感技术、GPS定位技术、通讯技术、遥测技术等多种技术融于一体，快速获取地理、空间、环境等信息，并对信息进行处理的一种高新技术。
1.2 无人机遥感系统的作业流程
无人机遥感系统主要由无人机飞行平台、遥感监测平台、地面控制平台、动态遥感监测系统、数据输送系统、后期处理系统等部分组成，无人机遥感系统的工作流程可以分为前期内业、外业、后期内业等3部分。前期内业主要是准备工作，例如航线的设置、起降场地的确定、遥感方案的确定、设备的检查等，前期内业是保证外业工作顺利进行的基础，只有做好前期内业工作，才能有效的提高外业工作的工作质量。
外业工作是获取检测信息的过程，外业工作主要包括设备运输到场、无人机组装、遥感设备检查、无人机起飞、无人机降落、飞行遥感等。目前，我国的无人机技术大部分是由人工遥控起飞，进入设定的航线后，开始自动飞行状态，利用全球定位系统对无人机进行控制，当无人机完成遥感作业后，无人机会改成人工遥控降落。后期处理主要是指对获取的信息进行分析、整理，并获取结果的过程。
1.3 无人机遥感系统的优点
无人机遥感系统的优点有遥感数据获取成本低、安全作业保障能力强、遥感数据精度高、快速响应能力强、能云下获取数据、可以长时间、大区域定点遥感监测等。无人机遥感系统的运行成本比载人飞机、卫星等低很多，它能进入高危险地区进行工作，有效的保障了工作人员的安全，无人机质量轻、体积小、飞行高度比较低，因此能快速响应应急状况，并能获取高精度的遥感数据。
2 无人机遥感系统在环境保护领域的应用
2.1 在建设项目环境评价中的应用
在评价建设项目对环境的影响程度时，环保单位要根据建设项目所在的区域、当地的地形特征等确定评价文件，如果建设项目处于城市侧重点建设区域，环保单位能根据城市的整体规划及其他相关文件中获取想要的资料，如果建设项目处于偏远的地区，环保单位很难获取高精度的地形图及其他资料，这样很难保证环境评价文件的准确性、可靠性。采用无人机遥感系统，能及时、准确的获取建设项目的所在的地形区域信息，为环保单位提供准确、可靠的信息，极大地提高了环保单位的工作效率。
2.2 无人机遥感系统在恶劣环境中的应用
无人机遥感系统是通过远程控制实现信息采集的，因此只要保证信号良好，无人机遥感系统就能在很多人力无法达到的环境中工作。某油轮在输油过程中，因工作人员违规操作导致输油管线发生爆炸引起原油泄漏，进入海中，导致50 km2的海面受到污染，对海域周围居民的正常生活造成很大的影响。当地的环境保护局采用无人机进行环境监测，及时、准确的对海洋污染状况进行分析，为事件应急处理提供了重要的信息支持。无人机遥感系统不仅能快速的进行环境监测，还能降低环境应急工作人员的工作难度，确保工作人员的人身安全。
2.3 无人机遥感系统在生态保护中的应用
自然保护区、饮用水源保护区等特殊生态保护区一直是环境保护的重点，但自然保护区、饮用水源保护区等特殊生态保护区一般都处于比较偏远的地区，加上这些特殊保护区的面积比较大，环保部门的工作人员在工作中，很难全面的对这些生态保护区进行细致的保护。采用无人机遥感系统，能获取这些生态保护区的的遥感影像，对遥感影像进行分析、整理，可以掌握植物覆盖面积，了解植物变化的情况，采用无人机遥感系统还能分辨出不同植物相互替代的状况。同时当生态保护区的资源遭到非法侵占时，无人机遥感系统能够及时发现非法人员的动向，为生态保护执法提供有力的证据。
2.4 无人机遥感系统在环境监察中的应用
随着工业的快速发展，各种污染物的排放量也越来越多，这对环境保护造成了很大的影响，同时环境监察人员的工作强度也越来越大，环境保护部门很难及时地对环境污染情况进行监察。采用无人机遥感系统能对环境污染源分布状况、污染物排放状况等进行有效的监察，从而为环境监察提供有力的决策依据。无人机遥感系统还能对环境污染突发事件进行跟踪调查，捕捉非法污染源排放的状况，为环境监察执法工作提供有力的依据。
3 无人机遥感系统在环境保护中的应用前景
随着经济的快速发展和科技的不断进步，无人机遥感系统在环境保护领域的应用将越来越广泛，在不久的将来，无人机遥感系统的数据传输能力将会得到极大的提高，无人机遥感系统会将飞机拍摄的地面高分辨率图像、高清晰录像等信息传输到地面控制中心，并且无人机遥感系统还将用于导航、取景等工作中。在将来，环境保护部门可以利用无人机遥感系统建立立体遥感数字环保平台，将拍摄的遥感影像制成可视化、立体化产品输出，同时无人机遥感系统会对环境质量进行合理的评价。无人机遥感系统将会发展成智能识别系统，环境保护部门可以在地面建立智能传感器，对各种类型的污染因子进行有力的监察，并根据获取的地理信息、用户需求等时间影像拼接、校正等工作。
4 结 语
无人机遥感系统能为环境保护提供有力的依据，随着科技的快速发展，无人机遥感系统在环境保护领域的应用范围将会越来越广泛，因此，环境保护部门要紧跟时代的步伐，将无人机遥感系统合理的运用在环境保护中，从而有效地提高环境保护工作效率。
参考文献：
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[3] 谢涛，刘锐，胡秋红，等.基于无人机遥感技术的环境监测研究进展[J].环境科技，2013，（4）.
[4] 靳雷，刘洋，张硕，等.无人机遥感系统在某河流域环境监测项目中的应用[J].环境保护与循环经济，2013，（8）.
[5] 刘锐.基于无人机平台的环境应急监测关键技术与应用研究[J].中国科技成果，2013，（9）.
无人机在油气管线巡检的应用
林亦栋
2016年1月19日，国家发改委印发《石油发展“十三五”规划》显示，在“十三五”期间，成品油管道里程将从2.1万公里提高到3.3万公里，增长57%；《天然气发展“十三五”规划》显示，天然气管道里程将从6.4万公里提高到10.4万公里。截至2015年底，除台湾省外，全国已建成的油气管道总里程已达到12万公里，是1978年的14.5倍。多位业内专家预计，到“十三五”末，仅中国长输油气管道总里程将超过16万公里。
油气输配管网长期埋设在地下，会受到管线自身长期或超期服役而导致本体强度等力学性能下降、管道自身的内外壁腐蚀、自然和地质灾害损毁、打孔盗油、第三方人为破坏等各种不确定性因素的影响，对系统安全运行带来潜在的巨大危害。一旦发生泄露或者爆炸事故，将严重威胁人民群众的生命和财产安全。常规巡检已经无法满足要求，需要采用更科学的管理办法和技术手段。
（无人机应用于石油行业成为趋势）
（到“十三五”末，仅中国长输油气管道总里程将超过16万公里）
目前管道巡护工作主要采用人工巡护、光纤或电子感应巡检、无人机巡护三种方式。人工巡护及其局限性
人工巡护，作为最基本的巡护方式，通常由管道管理单位实行专人专岗，把管道分成不同的段区由不同的巡线人员巡护，而其又分为普通巡护和特殊巡护。一般依靠巡护人员徒步观察和检查线路情况并作记录，地形空旷平坦的区域尚可驾驶交通工具实行巡检，大部分时候，管路都在地形复杂崎岖的地域，由此，不可避免的对人工巡检产生制约。在高寒、高海拔、高温、雨雪、大雾、沙尘暴等恶劣气象条件下；在山地、河流、沼泽、峡谷、湖泊、森林、沙漠、冰川雪原等极端地理环境中，以及洪水、滑坡、地震、泥石流、冰雪灾害等特殊突发情况下容易造成的管线损毁和故障，通常的人工巡检就体现出极大的局限性和不足，受以上三大因素影响，人工巡检不仅工作量大，条件艰苦而导致人力成本高、效率较低，而且很多情况下不能及时、安全的执行巡检任务，也不可能完成常态化、全天候全天时的巡检。光纤或电子感应巡检及不足
利用靠近管道布设的光纤传感器，通过检测光信号在分布式传感器的变化对管道周边的震动进行分析预警，以及管道泄露和温度变化产生的信号波动来检测管路是否遭到破坏。目前光纤和大部分外设的电子感应装置普遍存在误差高、作用距离短，成本较高，不适合长输管道这类范围广、里程长的管道监测,如果对旧管道铺设感应系统,会存在改造成本太高,耗时太多的问题,而且光纤或电子感应巡检并不能获取事故点的实时图像，为指挥中心提供决策。
无人机自动巡检的应用和优势
（管道运用过程方案）
勘察选线 传统的管道线路选择采取人工实地勘察测算、手工地图标绘的方式，这种方式不仅人力物力成本高，且数据单
一、时效性差、处理工作量大，不能适应当前管道建设的需要。利用无人机全面、快速地了解目标地形地貌、水文气象等信息，可以为管道选线提供依据。搭载高分辨率航拍相机和测绘吊舱对任务区域进行测绘拍摄，并进行数据处理及时提供区域的地理、空间数据信息，为油气管道可行性研究阶段的线路选择提供指导。
管道施工 首先利用无人机了解施工现场的地形、交通、周围环境，便于施工人员及设备快速进入现场开展施工，同时，利用无人机随时查看施工现场的进度、安全生产的问题、设备布置、管道走向、及对周围环境的影响等，及时调整方案，保证按设计要求顺利施工。管道巡检 无人机可以高效地完成大范围的常规巡检。搭载可见光和红外双光吊舱，具有昼夜监控能力，可进行全天候、全天时的监控，并可在指定目标上空悬停详查，利用任务吊舱获取管路周围土壤环境、天气、管路温度等信息，发现情况即可定位报警，可以锁定和跟踪地面目标探查细节，配合远程喊话器，及时发现、威慑、制止破坏管线和盗油行为，并做现场取证。对于气田管网存在管线长、巡检点多、巡检难度大等诸多难点，尤其是桁架、悬索跨等巡护危险性较高的巡护段，无人机巡检的优势非常明显。利用无人机对石油管道进行巡查，不仅可以通过规划航线自动巡查，也可以切换到手动操控进行特殊情况的巡查，提高了巡护作业的自动化程度，不仅效率高效果好，而且保证了巡护人员的人生安全，降低巡查成本和风险。
应急监测 在遭遇洪水、泥石流、地震、山体滑坡等突发自然灾害中，无人机可以全天候全天时拍摄遥感影像，并进入受灾现场勘查管道受损位置、受损情况及周边次生灾害情况，还可挂载相应设备进行扫描测绘，生成现场三维图像，利用数据链将信息传回检查站和指挥中心，为制定维护抢修方案提供情报支撑，同时定位引导后续救援维护，最大程度降低灾害。
（紫燕无人机在直径70公里的范围内巡检油气管道示意图）
无人机的种类和选择
在实际应用中，由于无人机的种类多种多样，比如固定翼无人机、垂直起降固定翼或倾转旋翼无人机、多轴飞行器、无人直升机等等，这些种类的无人机各有优势和不足，应面向行业应用做取舍，选择最合适的无人机类型。考虑到巡检站一般在几十公里的范围内进行辐射，且要穿越山川峡谷等复杂地带，并需要超低空飞行和悬停贴近事故点做详细检查和拍摄，由此，要求无人机具有较高的飞行速度、航程、空中悬停、贴地飞行、超低空飞行、快速爬升和较大的载荷能力去挂载多功能吊舱和数据链、通讯设备，并具有除任务载荷以外空投一定物资的能力，因此，综合考虑，只有无人直升机完全满足以上要求。而我国油气资源多集中在西部、西南、西北高海拔或荒漠地带，并且四季多雨、高温或是极低温环境中，所以对无人直升机的动力也有特殊要求。由于油动无人直升机在高海拔和极低温环境中难以顺利运转及油料本身易燃属性，所以在油气资源巡检中需要仔细考虑，而电动无人直升机似乎不存在这些问题。电动无人直升机虽然在续航力上不及油动无人直升机，但迅速反应能力、环境适应性、操控性、使用寿命、易维护性、采购成本都更具优势。
目前，电动无人直升机可以轻易对几十公里范围内的管路巡检。以在新疆、西藏、辽宁、云南及东南沿海多次做任务飞行的紫燕800无人电动直升机为例，工作载荷在5-15公斤，可以非常平稳地做离地两米的贴地飞行，在5分钟内于高海拔低温环境中迅速起飞，每分钟爬升500m，并轻松完成70公里航线飞行，最高时速145km/h，巡航速度110km/h,从起飞到距离10km外的检查点只要5分钟。紫燕无人直升机能在-40℃到60℃的环境中，在高海拔、高湿、高盐、大风（七级）和雨雪天气等极端不利自然条件下顺利执行任务。
（紫燕“RANGER穿越者”无人直升机）
结语
作者：董长歌
摘要：多轴旋翼无人机在管道巡护管理中的应用是一种应用于特殊条件下的高科技装备,为勘探崎岖困难的地形地貌下用,可以应用于条件有复杂的地理环境,庄稼生长繁荣时期的输油气管道检查工作。它可以使用视频和航拍两种成像模式进行监控,实时视频传输监控表面的动态变化等多种功能,巡航覆盖面积广泛,有巡航汇集的特点,监测手段多,有效地提高自动化水平的合理利用，检查最主要是可以进行地理环境复杂，管道巡护工作任务艰巨，为保证巡线人员人身安全，提高巡线工作效率等为输油气管道实时得到保护。关键词：多轴旋翼无人机；输油气管道；巡检；监控
前言：西南几家管道输油气公司在甘肃、四川、贵州、云南、广西等地,复杂的地理环境,管道巡逻工作的任务艰巨,为了保证巡逻人本身的安全及巡逻人员的提高工作效率,兰州分公司及西部甘肃转运站的输油气管道巡逻人员创业创新想法应用到输油气管道监管上,使用多轴旋翼无人机输油气管道的巡逻进行实时联机监控进行实时管理,这不仅有效管理输油气管道并且提高了输油气管道巡逻的工作效率。输油气管道是输油气生产和运输的生命线路,它的重要性是在生产上不言而喻的。为了确保国家能源安全的转移及避免这些管道的破坏必须进行定期检查。输油气管道检查工作已经是管道管理为重点对象。一方面这些输油气管道广泛分布在艰难崎岖的地方,通常通过人烟稀少的荒野地带,沼泽和崎岖,陡峭的山脉,人工巡视工作是非常危险的在这些领域中,巡逻人员安全没有保证;另一方面,这些管道的分布面积大,由人类和地面车辆检验效率很低,很难发现的各种安全隐患和潜在威胁没有被发现。多轴旋翼无人机在管道巡护管理中是应用于监督管理上弥补了不足的传统人工徒步巡逻及用巡逻车辆检查等。
1.多轴旋翼无人机的功能
多轴旋翼无人机系统是一个特殊的飞行工具对输油气地面指挥控制站进行合理监管,地面支持系统可靠,低水平、低速度、垂直起飞和降落,悬停稳定,体积小,多轴旋翼飞机平台能够携带不同用途的任务模块,空气多任务负载平台,便携式多光谱传感器,数码相机,强光手电筒,小交付设备,继电器比如步话机继电器等任务负载器。地面指挥控制站可以完成飞行控制中进行输油气管道的监管,导航控制、任务控制、数据处理和分析等。多轴旋翼无人机可以应用于沼泽,雪,冷,汛期,晚上等恶劣地貌的管道检测工作,可以把视频和航拍的两种成像模式传输给监管站经专人实时检查监控录像进行管理。2． 多轴旋翼无人机在输油气输送管道管理中的应用 2．1 多轴旋翼无人机指的是无人飞行检测器
多轴旋翼无人机的螺旋桨在旁边,由四个向量在旁边通过空气舵的嘴完成姿态控制和无人驾驶飞行器的监管任务。气动布局使无人机直升机和固定翼两种飞行模式，同时垂直起飞和降落等,既有直升机盘旋任务的特点和巡航任务,但也有固定翼飞机的优点等。可以在不同的水平面上多轴旋翼无人机巡航或盘旋,并可以提供高清视频和航拍照片。基于多轴旋翼无人驾驶飞行器可以安全可靠的完成任务,多轴旋翼无人机机身灵巧而无起飞和降落的空间限制和灵活的优点等,可广泛应用于输油气管道的管理及监控任务上。2．2 输油气输送管道领域的应用
根据多轴旋翼无人机在输油气输送管道管理中的应用特点,多轴旋翼无人机在结合管道管理工作的现实来看是很有必要的,可以广泛应用于管道管理领域。因为地理环境复杂，管道巡护工作任务艰巨，为保证巡线人员人身安全，提高巡线工作效率，兰州输油气分公司陇西输油站管道巡护人员集思广益，创业创新，利用多轴旋翼无人机进行巡线，实时关注线路情况，在保证巡线人员人身安全的情况也提高了巡线工作效率。输油气管道的巡护工作的同时又保证了巡护人员的人身安全。自从有了多轴悬疑无人机的巡护输油气管道得到了安全保障也给工作人员带来了方便。在人工巡线中遇到穿河点、重点水工地段雨天路滑，人工巡线有危险性，台地管线需攀爬查看危险，部分村庄路窄难行，需分段进入巡检，人工徒步，山高路陡，费时费力等困难不说还人身安全又得不到保章等，等有了多轴无人机输油气管道巡线，通过人为控制到达指定地点，保障巡线人员人身安全。高清摄像机航拍无死角得到数据很全面，空中一次监拍，省时省力，人为控制飞越航拍，节省工作时间，提高了工作效率又人身安全得到了保障。
2．2．1 多轴旋翼无人机在目标区域的勘察
多轴旋翼无人机在输油气管道巡护管理中输油气管道通过河流、地质灾害、阀室和其他高风险地区的调中得到图片或视频数据等,输油气管道管理指挥中心及时提供判断依据能够在关键时刻掌握能主动控制输油气管道的控制局面。多轴旋翼无人机在管道巡护管理中的应用红外探测系统可以根据输油气管道泄漏进行监测和温度特征进行判断。2．2．2 多轴旋翼无人机在应急抢险中的应用
输油气管道中的应急救援和整体环境的航拍视频实时传输的应急指挥中心进行分析,现场应急指挥整体把握的宏观信息的掌握并管道管理人员提供决策支持。在荒凉的应急救援现场通信信号弱多轴旋翼无人机在管道巡护管理中通信中继设备,填补中继通信的作用。多轴旋翼无人机能及时定位、定性管道突发事件,极端条件下,对多个车辆跟踪输油气管道泄漏的关键区域同时监测，输油气管道穿江河方式及相关情况的检测等,迅速掌握泄漏发展条件,可以大大缩短事故应急救援的时间,有效减少输油气泄漏,减少环境污染和经济损失等。2．2．3 航拍管道沿线影像图
多轴旋翼无人机在管道巡护管理中的应用在高分辨率摄像系统对架空管道沿线环境形象的航拍,获得重要输油气管道图像数据,用于紧急救援和映射图的管道管理措施等。3.多轴旋翼无人机在管道巡护管理中的应用成果
西南管道公司及几个输油气分公司输油气任务线路繁杂,巡逻的输油气管道管理面临的最大问题是很困难的地貌。这大大降低了劳动强度,降低管理风险。多轴旋翼无人机)在输油气管道管理效率高的特点,方便和灵活应用,随着技术的发展多轴旋翼无人机应用在输油气管道管理将越来越广泛。结论
多轴旋翼无人机巡逻有四大优势:高工作效率。通过悬停在短时间内迅速获得图像数据,获得清晰图像等,通过图像的分析和处理,来判断操作等,提高监管的效率等,二是受气候影响,环境因素很小。多轴旋翼无人驾驶飞机机身轻巧,可以很容易地穿过山脉,峡谷,河流,巡逻等工作任务;三是巡视的高质量。无人机可以关闭控制线路,检查无死角等、无盲区,可以准确地发现水毁,塌陷和其他线路隐患的处理;第四,安全性能高,无人机巡逻无人驾驶技术,适合执行特殊时期如雨后情况,雪后检查免除工作,比如人工巡逻等工作,以减少事故发生的概率和损失的风险。这不仅提高了工作效率又给输油气管道巡护人员的人身安全得到了保障。
参考文献：
无人机高光谱技术以其高效和低成本的优势被广泛应用于粳稻营养监测、病虫害检测等方面，并取得了丰硕的成果。传统的粳稻田间监测方法主要依靠农学专家或有经验的农户进行田间观察，需要大量有经验的专业人员，且诊断结果具有一定的主观性；而卫星光学影像技术在成像过程中易受云、雨、雾等恶劣天气的影响，粳稻监测的关键时期（分蘖期）又往往多云多雨。相比之下，无人机飞行成本低、操作便捷、影像获取速度快、影像分辨率高，依据无人机高光谱数据构建粳稻生长监测模型指导精准施肥、监测粳稻病虫害，能够大幅提高粳稻田间管理效率，为精准农业提供理论依据。
1无人机高光谱数据获取平台
目前业界使用较多的无人机高光谱平台多为x大疆创新公司生产的经纬MxxxPRO六旋翼无人机、x大华技术股份有限公司生产的Xxxx八轴旋翼无人机等。高光谱仪多采用x双利合谱公司的GaiaSky-mini高光谱成像系统、芬兰Rikola高光谱相机等。
2无人机高光谱粳稻氮素反演模型
实时检测和评估水稻的氮素含量对于水稻的田间精准管理具有十分重要的意义，亦是氮肥合理使用的前提。获取无人机高光谱数据后，运用ENVIx.x工具软件对获取的高光谱遥感影像进行感兴趣区（ROI）高光谱数据提取；之后采用S-G平滑等方法对数据进行预处理剔除数据中土壤背景、水体等噪声；接着采用主成分分析（PCA）、连续投影算法（SPA）等方法或构建光谱指数法（VI）对高光谱数据进行降纬；最后利用极限学习机（ELM）、BP神经网路（BPNN）等方法构建模型。近年来，针对无人机高光谱反演粳稻氮素含量模型的应用研究也逐日增多。有学者利用PCA和ELM方法建立了粳稻分蘖期氮素含量反演模型。经验证，该模型准确率达到xx%以上，利用该模型构建了氮肥追施量处方图，指导农用无人机对分蘖期水稻实施精准追肥，在保障水稻产量的前提下使氮肥追施量减少xx.xx%。这表明利用无人机高光谱构建的水稻氮素含量反演模型可作为氮肥处方决策和精准变量作业的基础。
3无人机高光谱粳叶绿素素反演模型
粳稻的叶绿素含量是表征其生长状态的重要性状指标。常用的粳稻叶绿素含量检测方法是分光光度法，然而该方法耗时、费力且有损。构建无人机高光谱粳稻叶绿素反演模型能够无损、快速、大面积反演粳稻叶绿素含量。该项研究一直都是国内外精准农业学者重要的研究方向。无人机高光谱粳稻叶绿素反演模型的构建方法与氮素反演模型的构建方法类似。学者们的工作主要集中在两个方面：建立各光谱指数，利用上述建模方法建立指数与叶绿素含量之间的反演模型；或者先对获取的粳稻高光谱数据的全部波段进行SPA、PCA等方法建模。x农业大学曹英丽等学者研究发现：反演粳稻叶绿素含量的最优的光谱指数为优化的叶绿素吸收率指数（MCARI），基于最优子集选择算法筛选出x个特征光谱指组合用于反演水稻叶片叶绿素的回归模型精度最高，其决定性系数为x.xxx。该方法能够实时快速地了解粳稻长势，为精准农业做参考。
4无人机高光谱粳稻病害监测模型
1 低空无人机航摄遥感测绘技术主要运用领域及发展现状
随着国家对无人机航摄遥感测量研究的不断深入, 无人机已经突破了传统有限侦查的功能局限, 并结合摄影测量技术与现代遥感技术成为国家航空遥感监测体系的重要补充, 得到广泛的实际运用。 相对于打飞机航测与航天摄影而言, 无人机低空航摄在局部区域的测量方面具有突出的优势, 能够快速获取高分辨率遥感影像。 随着信息化建设的不断推进, 卫星遥感影像等技术在大面积1::5000~1:25000 数字化测绘产品生产中的运用愈加成熟, 然而在1:500~1:2000 比例尺的高清测绘方面依旧没有获得突破性进展。 但我国城市信息化建设、公共安全信息化建设需求的不断增大, 对1:2000 以上的数字化测绘产品需求越来越大, 要求也越来越高。 在这种背景下, 无人机低空航摄遥感测绘技术成为解决这一问题的关键。
从国际范围看, 既有全球鹰搭载SAR进行遥感航摄, 也有低空无人机加载高精度POS, 但在国内范围而言, 由于POS高昂的造价限制, 目前加载高精度POS的无人机尚不多见。 自2009 年起, 我国国家测绘局航测遥感院并联合国内知名大学及研究中心进行深入研究, 取得不错进展, 比如我国测绘部门普遍配发的UAVRS- 10B等型号的无人机, 加载5kg、1.5h的佳能5DMARKII相机, 在应急保障、区域测绘、目标定位等方面提供了保障。
2 无人机低空航摄测量的优势与特点
2.1 高效快速, 机动灵活。 无人机低空航摄具有高效快速、机动灵活的特点, 并且其具有较高的安全性。 无人机不需要人工驾驶, 并且受空中管制和天气因素影响较小, 特别适用于局域性、突发性应急事件, 能够在恶劣环境下很好的完成拍摄影像。 在时间紧、情况特殊、任务紧的应急测绘项目中, 无人机低空航摄遥感测绘技术能够起到很好的作用, 能够在短时间内快速获取高清晰影像数据, 比如地震、山体滑坡、森林火灾等自然灾害, 无人机遥感测绘具有极大的优势。 此外, 无人机具有机身设备轻便、运输灵活的特点, 对起降场地与方式的要求很低, 并且装备安装、调试、作业快捷, 极大的提高了测绘实效性。
2.2 低空作业, 高分辨影像。 高分辨影像是无人机的一大特色, 正是由于这样, 才能够在我国的多种岗位上被应用自如。 低空作业的无人机能够利用高精度像素进行摄影获取十分准确的影像。 无人机轻便快捷的特点能够使其在超低空进行作业, 不会受到云层遮挡的影响, 并且在超低空状态下拉近了与地表的距离, 使其可以获得多角度、高分辨率影像数据。 无人机低空飞行的高度可达到50~100m, 获得1:1000 的测图精度, 达到0.1~0.5m的精度范围, 完全展现了低空无人机航摄遥感测绘的突出优点。 低空无人机遥感测绘采用即时通讯的方式, 航摄数据能够即时传输到地面操控中心的计算机系统进行分析整合, 借助相应的计算机软件, 快速获得测绘产品。
2.3 运行成本低, 周期短。 无人机还有一个最为显而易见的优势就是不需要建设专门的起降场地, 这样一来就给相关部门节省下来很大一笔钱, 也就是说, 无人机的运行成本是比较低的, 当然, 无人机顾名思义就是不需要专业人士驾驶, 这也降低了运行成本, 在使用过程中十分便利, 耗费比较低, 正是由于没有驾驶人士的要求, 所以就不需要专业的招募和培训, 这样一来, 使用无人机的周期就会缩短, 不存在太多的人为因素进行干扰。 当然, 低空航摄的面积相对较小, 而比例尺比较大, 所以工作效率更高, 测量的数据更为精准。
3 低空无人机航摄测量影像数据处理
低空无人机航摄影像数据不能直接形成测绘产品生产, 需要经过相关软件进行数据处理才可。 低空无人机航摄得到的影响数据并不规则, 相片数量多, 且影像之间的倾角不具有完全规律性, 无法直接实现自动连接配准, 这就需要借助影像数据处理软件进行处理。 目前我国常用的影像数据处理软件有中国测绘科学研究院的Pixel Grid系统、武汉大学与适普公司联合研发的DPGrid系统等。
在无人机获得大量的航摄影像数据后, 数据处理软件的主要任务是完成数据的参数精化与DEM/DOM制作。 首先将无人机获得的影像数据与GPS/POS数据下载到数据处理系统中进行简单的数据组织整理和智能匹配, 结合GPS/POS获得精确的影像内外方位元素。 然后在精确影像内外方位元素的引导下, 利用密集匹配技术获得三维DSM点云数据, 并进行滤波与分类处理, 剔除干扰性的点, 得到DTM点云, 内插获取规则格网的DEM成果。 最后, 对影像进行辐射空三处理与颜色修正, 并对影像进行编辑检查获得高质量的DOM成果。
4 无人机低空航摄测量在测绘领域中的运用前景
目前, 主要利用无人机低空航摄测绘技术的行业主要集中在国家的城市建设以及一些有关公共安全、应急的事件上, 主要的应急事件就是了解自然灾害的相关信息, 有利于灾害后期的处理工作, 同时, 对我国的地理形式、 地形地貌的了解也需要应用到无人机低空航摄测绘技术, 正是由于不同的行业不同程度地需要这项技术, 所以说, 实现这项技术的提高目标是势在必行的。 因此, 大力发展我国的无人机低空航摄测绘技术是目前以及日后社会高科技技术发展的一大重点, 提升测绘技术、提升遥感技术是可以为我国提供更多更好建设的一个必要前提。这也就是说, 我国的无人机低空航摄测绘技术在未来的发展还是有很大的前景的, 同时也有很好的现实意义。
结束语
众所周知, 我国的发展不仅仅体现在经济和人民的生活水平上, 更重要的还有科技水平的表现, 随着时代的进步, 我国越来越多的工作已经离不开高科技的使用, 没有高科技技术的支持是很难达到高效高速的工作成果的。 全文上下主要探究的就是无人机低空航摄测绘技术的应用, 通过论述, 我们深入了解了目前我国应用这项测绘技术的主要工作领域, 更主要的是了解了无人机低空航摄测绘技术在工作中的应用形式以及未来的发展趋势, 希望通过全文的论述可以为有关人士提供新的思考和参考, 希望可以在本文的论述中找到自己所需的相关信息, 只有这样, 我们国家的测绘技术才会日益完善, 才会更好地为国家的建设提供一份力量。
参考文献
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[2]蔡世鑫, 李之琼.浅析测绘领域中低空无人机航摄遥感的运用[J].科技资讯, 2014 (5) .
实用功能方面，DJI GO的一大亮点是优化了从拍摄到编辑再到分享的整体流程。相比上一版本，新版应用提供比以往更多的视频编辑模板，单个视频片段也能够配上背景音乐分享出去；航拍图片编辑功能得到加强，支持对图片进行各项参数调节以及裁剪、水印和滤镜等。
作品分享流程亦得到简化——相比旧版应用中必须先行上传到第三方平台的繁琐步骤，使用新版应用，用户可直接把视频成片上传到人气航拍社区“天空之城”（SkyPixel）中进行即刻分享。目前允许单个用户上传视频总量多达50GB，且不设存储期限。经测试，普通用户将自己的飞行体验进行后期编辑和分享，现在平均只需3分钟。
相比之前版本，新版应用在用户界面上进行了大幅改版，给用户带来焕然一新的视觉体验。在菜单栏，新增的“探索”版块使用户得以随意浏览来自全球航拍爱好者的海量作品，并一站式选购大疆创新的各款主打产品。借助新增的“推广者联盟”和“大疆社区”版块，用户能够快速分享产品、浏览论坛热帖。同时，既有的“学院”和“新手引导”版块得到全面优化。
大疆方面提示，此次应用升级还将伴随着部分产品的固件升级，大疆精灵Phantom 3 Professional和“悟”Inspire 1两款产品的用户须先行下载最新版固件才能使用照片、视频即拍即传功能。值得一提的是，“DJI GO”应用除支持上述两款大疆新近推出的消费级无人机产品外，同样支持大疆旗下专为二次开发而生的飞行平台“经纬M100”。
大疆创新创始人、CEO汪滔表示，“DJI GO”的诞生是研发团队听取广大用户实际操作中给予的各种意见和建议的成果，大疆创新不仅一贯致力于在飞控、云台、图传等硬件技术环节为用户创造最佳航拍体验，在软件端同样精益求精、推陈出新，旨在满足用户不断提升的后期编辑需求和社交需求，将手中的大疆无人机产品用得更加得心应手。
