救灾技术装备应用系列之四无人机遥感技术在减灾领域中的应用_李苓苓

DISASTER REDUCTION IN CHINA
技术前沿
无人机遥感技术在
减灾领域中的应用
●李苓苓 陈世荣
救灾技术装备应用系列之四
将一架安装了炸药的无人驾驶小型飞机引导到德军占领区上空进行攻击，成功打击了其空中和地面目标，该产品被命名为“空中靶标”（AT，Aerial Target)。

二战后，不少军事强国将退役的飞机改装成为靶机，开启了近代无人机发展的先河。

20世纪80年代以来，随着计算机技术、通讯技术以及传感器技术的迅速发展。

无人机的性能得到不断提高，任务载荷和续航时间大大提升，这使得无人机的应用范围和应用领域得到迅速扩展。

目前世界范围内各种性能指标的无人机类型已达数百种，被广泛的应用于航空摄影测量、全球气候变化、水利、减灾救灾等非军事领域。

2010年1月，由民政部国家减灾中心（卫星减灾应用中心）牵头，联合国内多家在无人机研发、生产和应用领域实力雄厚的单位共同建立了“重大自然灾害应急监测无人机合作机制”。

该机制以社会参与救灾为理念，以进一步提高国家灾害应急救助科技水平，全面提高国家综合减灾能力，推进无人机遥感灾害应急监测、服务保障的发展为目的，具备坚实的制度框架、明确的政府职能、有力的执行团队、透明的运作程序和科学的操作方法。

截至2011年10月，无人机合作机制包含的合作单位已发展到8家，初步形成了覆盖全国范围的无人机遥感灾害应急监测网络体系。

随着无人机合作机制的各项制度的进一步完善和合作单位队伍的进一步扩大，机制的应用能力和潜力将得到进一步的提高和发挥，其在减灾救灾领域的作用和地位也将日益突出。

无人机的特点
与卫星相比，无人机摆脱了预设轨道的限制，机动灵活，能够监测卫星遥感监测不到的盲区，并能够实现影像的实时传输，这使得其能够很好的满足应急使用目的。

且其飞行高度相对较低，获取高空间分辨率影像的能力得到很大的提高，能够很好的观测到地面目标的细节信息。

与有人机相比，无人机更能够满足救灾应急应用的目的，其优势主要表现在以下三个方面：
首先，由于无人机不需要飞行人员，其起降准备时间缩短，可以通过较短的跑道、弹射架甚至手抛等各种方式起飞，并通过降落伞等方式回收，且续航时间长，避免了由于飞行人员的生理因素导致的续航时间限制，这使得其获取数据用时更少。

其次，无人机在空域协调上比有人机更为便捷。

最后，无人机在研制、生产、运行、维护等方面成本较低。

由于不需要考虑飞行人员所占空间，其尺寸和重量都得到减小，且没有昂贵的训练费用，运行时对起降场地的要求也不高，检修和维护十分方便简
我国是一个自然灾害频发的国家，自然灾害给人民生命财产安全造
成很大的损失，及时准确地进行灾情
评估对救灾工作的开展十分重要。

目
前，我国获取灾情信息的手段主要有
两个，一是通过自下而上层层上报的
方式获取，二是通过遥感手段获取灾
区影像信息，从而对灾情进行判读评
估。

后一种方法能够在交通、通信等
基础设施损毁的情况下实时获取灾情
信息，减少灾情报送过程中发生的误
差，降低主观因素的影响并获取带有
空间地理信息的灾情分布数据，具有
比前一种方法更强的优势。

按照获取影像的平台类型，可以将遥感分为卫星遥感和航空遥感，其
中，航空遥感又可分为有人机遥感和
无人机遥感。

无人机（UAV, Unmanned Aerial Vehicle）即无人驾驶飞机，
是一种由无线电遥控设备或自身程序
控制装置操纵的无人驾驶飞行器。

无
人机上一般装备有自动驾驶仪、程序
控制系统、遥控与遥测系统、自动导
航系统、自动着陆系统等，通过这些
系统实现远距离控制飞行。

近年来，
随着无人机性能的提高，无人机遥感
发展十分迅速，是目前灾害遥感发展
的重要方向之一。

无人机发展历史与现状
无人机最早源于军事领域。

1914年，英国皇家空军利用无线电技术，
50
中国减灾
DISASTER REDUCTION IN CHINA2011•11•上
单，机体使用寿命比有人
机更长。

这些都大大减少
了费用，降低了无人机的
门槛。

现有无人机的缺点也
十分明显，主要表现为以
下三个方面：
首先，无人机飞行
速度慢，抗气流干扰能力
差，难以保持稳定的飞行
姿态和飞行轨迹，在大风
乱流气候条件中，这种
人机以及机载设备造成致命影响。

无人机在减灾救灾
领域的应用
自民政部国家减灾中心“重大
自然灾害应急监测无人机合作机制”
成立以来，“无人机”成功执行了包
括江西抚州唱凯堤决口、云南盈江地
震等多次重大自然灾害的应急响应任务，制作了大量的灾情评估产品，为减灾工作提供了有力的决策支持。

特别是在我国历次重大自然灾害的减灾救灾工作中发挥了重要作用。

2011年3月10日12时58分，云南省德宏傣族景颇族自治州盈江县发生5.8级地震，随后在同一位置又发生多次余震，给当地带来较大的人员伤亡和财产损失。

地震发生后，民政部国家减灾中心于当日13时30分启动无人机应急响应机制，紧急协调军队空管部门批准后，组织无人机机制合作单位连夜赶赴地震灾区。

11日
上图：江西抚州唱凯堤决口及封堵情况无人机监测图下图：华鹰二代无人机遥感系统
现象更为明显，使得无人机影像的后处理更为复杂。

其次，由于温度等因素的影响，目前，无人机的飞行高度仍然受到很大的限制，在救灾阶段，无人机能够达到的飞行高度越高，意味着越有可能获得不受干扰的飞行空域，这对无人机的性能是很大的挑战。

最后，无人机安全性较低，其应变能力低，处理意外事件的能力差，一旦机械部分出现故障，很容易对无
展 望
无人机的优缺点都相对突出，它广泛的应用领域证明了其存在的实际价值。

世界各国对无人机的研究和完善将会持续进行。

随着科学技术的高速发展，无人机的性能将得到更大的提高，其在减灾救灾领域的发展前景将更为广阔。

（作者单位：民政部国家减灾中心）
上午9时，无人机在盈江县城顺
利起飞，对灾区全境进行航空摄
影，10时完成盈江灾区航空监测
任务。

此次飞行航高为500米，
获得了覆盖约14平方千米、0.1
米地面分辨率的605张无人机灾
后影像。

根据该影像快速制作的
灾区倒塌房屋评估产品及救灾帐
篷使用情况产品等，为灾情评估
以及救灾过程的监控与管理决策
提供了有力的技术支持。

51中国减灾。