如何進行無人機遙感系統(tǒng)的設(shè)計?
無人機遙感系統(tǒng)的設(shè)計是一個復(fù)雜的過程,需要考慮無人機的飛行控制、傳感器選擇、數(shù)據(jù)處理和存儲等多個方面。下面將對無人機遙感系統(tǒng)的設(shè)計進行詳細介紹。
無人機遙感(Unmanned Aerial Vehicle Remote Sensing ), 即利用先進的無人駕駛飛行器技術(shù)、遙感傳感器技術(shù)、遙測遙控技術(shù)、通訊技術(shù)、GPS差分定位技術(shù)和遙感應(yīng)用技術(shù),能夠?qū)崿F(xiàn)自動化、智能化、專用化快速獲取國土資源、自然環(huán)境、地震災(zāi)區(qū)等空間遙感信息,且完成遙感數(shù)據(jù)處理、建模和應(yīng)用分析的應(yīng)用技術(shù)。無人機遙感系統(tǒng)由于具有機動、快速、經(jīng)濟等優(yōu)勢,已經(jīng)成為世界各國爭相研究的熱點課題,現(xiàn)已逐步從研究開發(fā)發(fā)展到實際應(yīng)用階段,成為未來的主要航空遙感技術(shù)之一。
遙感傳感器是根據(jù)不同類型的遙感任務(wù),使用相應(yīng)的機載遙感設(shè)備,如高分辨率CCD數(shù)碼相機、輕型光學(xué)相機、多光譜成像儀、紅外掃描儀,激光掃描儀、磁測儀、合成孔徑雷達等。使用的遙感傳感器應(yīng)具備數(shù)字化、體積小、重量輕、精度高、存儲量大、性能優(yōu)異等特點。
一、無人機的飛行控制
無人機遙感系統(tǒng)的設(shè)計首先需要考慮無人機的飛行控制,包括無人機的起降、飛行路徑的規(guī)劃和遙控等。在無人機起降過程中,需要考慮無人機的重量、飛行速度和飛行高度等因素,以確保無人機的起降過程平穩(wěn)可靠。在飛行路徑規(guī)劃方面,需要考慮無人機的航線、飛行高度和飛行速度等因素,以確保無人機能夠在規(guī)定的范圍內(nèi)完成遙感數(shù)據(jù)的采集任務(wù)。在遙控方面,需要考慮無人機的遙控距離和穩(wěn)定性等因素,以確保無人機能夠在遙遠的距離內(nèi)穩(wěn)定飛行。
二、傳感器選擇
無人機遙感系統(tǒng)的設(shè)計還需要考慮傳感器的選擇,包括光學(xué)相機、紅外相機、激光雷達和多光譜傳感器等。在選擇傳感器時,需要考慮無人機的飛行高度、飛行速度和遙感數(shù)據(jù)的分辨率等因素,以確保傳感器能夠滿足遙感數(shù)據(jù)采集的需求。同時,還需要考慮傳感器的重量、功耗和價格等因素,以確保傳感器的選擇符合無人機遙感系統(tǒng)的整體設(shè)計。
三、數(shù)據(jù)處理和存儲
無人機遙感系統(tǒng)的設(shè)計還需要考慮數(shù)據(jù)處理和存儲方面,包括數(shù)據(jù)壓縮、數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)存儲等。在數(shù)據(jù)壓縮方面,需要選擇適合的壓縮算法,以減小數(shù)據(jù)的存儲和傳輸量。在數(shù)據(jù)傳輸方面,需要選擇適合的數(shù)據(jù)傳輸方式,如無線網(wǎng)絡(luò)或衛(wèi)星通信等。在數(shù)據(jù)存儲方面,需要選擇適合的存儲介質(zhì),如硬盤、固態(tài)硬盤或云存儲等。同時,還需要考慮數(shù)據(jù)安全和備份等問題,以確保數(shù)據(jù)的安全可靠。
① 臺灣大學(xué)理學(xué)院空間信息研究中心利用無人機拍攝低空大比例尺圖像,配合FORMOSAT2分類進行異常提取,解譯桃園縣非法廢棄堆積物(固體垃圾等),用于環(huán)境污染和執(zhí)法調(diào)查。
② 美國Nicolas Lewyckyj等人利用UAV-RS技術(shù)在北卡羅萊納洲進行自然災(zāi)害調(diào)查,通過正射影像處理與分析準(zhǔn)確評估場房和村莊的損失。顯示了無人機遙感技術(shù)具有的快速反映能力,為災(zāi)害的治理提供了及時、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。
③日本減災(zāi)組織使用RPH1和YANMAHA 無人機攜帶高精度數(shù)碼攝像機和雷達掃描儀對正在噴發(fā)的火山進行調(diào)查,無人機能抵達人們難以進入的地區(qū)快速獲取現(xiàn)場實況,對災(zāi)情進行評估。不同埋藏深度的輻射源的輻射強度的反映能力進行量化研究。為核電站及其它核設(shè)施的管理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
④我國首個成立的Quickeye(快眼)應(yīng)急空間信息服務(wù)中心,是我國無人機應(yīng)急遙感應(yīng)用的開創(chuàng)嘗試和遙感應(yīng)用典范。其基于的無人機平臺即為例圖所示Quickeye(快眼)系列無人機,在不到兩年的時間內(nèi),該機型已成功作業(yè)近10萬平方公里,廣泛應(yīng)用于1:1000,1:2000成圖,及測繪、應(yīng)急領(lǐng)域。
綜上所述,無人機遙感系統(tǒng)的設(shè)計需要考慮無人機的飛行控制、傳感器選擇和數(shù)據(jù)處理和存儲等多個方面。只有在整體設(shè)計上充分考慮這些因素,才能夠設(shè)計出性能優(yōu)異、穩(wěn)定可靠的無人機遙感系統(tǒng)。