◎ 關力偉 百年科技復興，百年奮發圖強。在中國共產黨的引領下，中華民族以前所未有的信心與勇氣闊步復興之路，走過了不平凡的百年光輝歷程。中國航測無人機事業從無到有、由弱向強，譜寫了科技發展歷程的宏偉篇章。 什么是無人機航測 無人機航測是指采用多旋翼、固定翼的無人飛行器平臺，搭載單鏡頭、多鏡頭的相機傳感器，以及小型機載雷達等，進行無人機測量的一種先進測繪技術手段。無人機航測系統由無人機載體、飛行控制系統、影像獲取設備、數傳系統、圖傳系統、地面接收終端、數字攝影測量工作站和地面遙控裝置組成。在數據采集階段影像曝光的瞬間，飛行控制系統采集了影像主點曝光瞬間的位置信息、姿態信息、影像參數等；將這些信息通過數傳系統和圖傳系統傳輸給地面設備；飛行完成后利用影像數據預處理檢查數據的準確性和完整性，對不符合要求的數據實施補飛或重飛。 無人機航測的前世今生 無人機作為無人航空載具，誕生于軍事領域，走上人類的歷史舞臺已過百年。1916年9月12日，第一架無線電操縱的無人駕駛飛機在美國試飛。這打開了無人機發展的大門，而且隨著時間推移，無人機的功能不斷發生變化。在20世紀40年代無人機主要作為軍事演習中的靶機使用，用以檢驗防空武器作戰性能，訓練防空火力準確性；20世紀50年代到70年代，在越南戰爭的戰場上，除了作為靶機使用，無人機被用來執行簡單的戰場軍事偵察任務；到20世紀90年代，在黎巴嫩戰爭中，以色列首次讓無人機承擔戰斗任務，這也令軍用無人機有了新的功能和戰場定位。 我國從20世紀50年代就開始運用無人機，但無人機研究起步較晚。1959年，當時一位蘇聯顧問曾感嘆，“中國同志說要在幾個月內造出無人機，這絕對不可能”。面對外界的質疑，中國技術人員秉持一心報國的壯志豪情，蹣跚起步、敢為人先，組織120人研究團隊，克服無法預想的困難，完成“安2”的無人機改裝。1966年底，我國才開始研發無人機，以蘇聯不成熟無人機拉17為起點，在蘇聯撤走技術力量的背景下，中國依靠自身力量研發無人機。在拉17的基礎上，中國研制出長空一號無人機，定性是無人靶機。20世紀80年代，以軍用無人機在戰爭中成功使用和展現出的特點為開端，無人機開始在民用領域嶄露頭角。我國于1980年研制了國內第一架民用無人機D-4,主要用于礦產資源探測和航空測繪；20世紀90年代起，我國民營企業開始無人機研發，研制出一些低端產品，不具有進入市場和量產的能力；2007年起，我國開始大力發展民用無人機，眾多軍工企業和民營企業開啟無人機項目，取得了顯著成果，比如長航時民用無人機“黔中1號”成功首飛。 2008年，汶川地震毀壞了很多設施，其他遙感手段很難準確、快速獲取災區信息，無人機在應急救援過程中扮演了至關重要的角色。2009年國家測繪地理信息局決策制定年度計劃，將裝備無人機作為重要任務之一，希望利用無人機增強應急測繪能力，改善以往應急測繪滯后性的問題。2010年之后，當無人機裝備到各單位運營后產生了一批應用，逐步為社會和國家管理部門所認可，數量開始大規模增長，大量無人機公司涌現，2015年統計數量達到3000架(摘自科學出版社《輕小型無人機發展報告》)。無人機也開始向更專業級方向發展，強調快速監測與快速反應，追求高精度，向大飛機遙感系統技術靠攏，不再使用改造的民用數碼相機，而是配備高精度專業測量相機。2017年以來國家進一步發展無人機，升級無人機應急服務能力，包括向軍用遙感無人機技術看齊。無人機具有強大的測繪與圖像傳輸能力，可以獲取國內任意地區的數據，滿足應急、測繪、工程建設等地形圖生產更新需求。 無人機航測在自然資源管理中的應用 （一）國土資源監測 無人機航測技術在國土監測的主要工作之一是對國土變化進行實時監測。傳統實地調查的方式具有滯后性，不能及時的反映土地的變化情況。在突發狀況下，難以保證在第一時間到達監測區域。而無人機航測能及時發現非法開采和生態破壞等現象，及時反饋并進行制止。 （二）生態環境監測 由于無人機航測技術能夠快速的獲得高分辨率的航空圖像，因而能夠對環境和自然資源變化進行非常便利的大范圍監測。比如，通過無人機航測能夠實現對森林、草原、海岸線等自然情況進行監測。在實際應用中，已經在水質調查、大氣環境監測，生態保護監測等方面發揮了巨大的作用。 （三）礦山地質監測 利用無人機航拍生成的影像資料，對礦產資源開發進行有效監測。通過航測數據對礦山的地質條件進行分析，有利于提高礦產資源的開發利用程度，降低礦產資源保護的成本，實現對礦產資源儲量精準、高效、高頻的動態化監測，對保護礦產資源起到積極影響。 （四）森林蓄積量監測 森林蓄積量估算需要快速高效地獲取森林遙感影像。雖然利用衛星和機載雷達同樣可獲取高分辨率遙感影像，但無人機航測技術與其相比具有飛行成本低、外業周期短、機動靈活、影像分辨率高等優點。面對部分地勢險峻的區域，可實現非接觸測量，從而代替危險繁重的野外森林人工調查，提高工作的安全性和時效性。 （五）災情及突發事件監測 在國家重大自然災害監測方面利用無人機飛行機動、快速、覆蓋范圍大、任何條件皆可到達等特點，迅速對災情做出監測，將災情速報一直是無人機自然災害監測中的重要特點。無人機影像具有數量多、相幅小的特點，抗震救災時，無人機能夠滿足其在高度和分辨率上的實時性要求。 自然資源部2021年3月25日印發了《自然資源監測快速反應工作方案（試行）》，其中明確了具體的目標任務和工作內容。加快推進自然資源快速反應監測，能夠為政府進行生態環境保護、國土空間用途規劃、自然資源督查執法等提供精準、有效的數據保障。同時也是推動航測科技自主創新和信息化建設的重要舉措。 （作者單位：烏魯木齊自然資源綜合調查中心） |
