无人机遥感技术在环境保护中的应用

无人机遥感技术在环境保护中的应用
摘要：遥感监测技术是基于空间技术，现代物理学和数学方法基础上建立和
发展的科学技术，其作为一种实用和先进的检测技术，及时快速的提供了更多种
类的测量数据方法，实现对地监测的新阶段。

本文主要介绍了无人机遥感技术在
环境保护领域的重要应用。

关键字；遥感技术；环境保护；应用
自然环境提供了水资源、土地资源、生物资源等，是人类生存和发展的基础。

作为一个发展中国家，中国的自然环境在近几十年发生了重大变化。

因此，监测
和掌握环境状况具有十分重要的意义。

1.无人机遥感系统
1.1无人机遥感技术
无人机是通过无线电遥控设备或机载计算机程控系统进行操控的不载人飞行器。

按照系统组成和飞行特点，无人机可分为固定翼型无人机和无人驾驶直升机
两大类。

遥感，从广义上说是泛指从远处探测、感知物体或事物的技术，即不直
接接触物体本身，从远处通过仪器探测和接收来自目标物体的信息（如电场、磁场、电磁波等信息），经过信息的传输及其处理分析，识别物体的属性及其分布
等特征的技术。

无人机遥感是利用无人机技术、遥感传感器技术、遥测遥控技术、通讯技术、GPS差分定位技术和遥感应用技术，自动化、智能化、专业化的快速
获取地理、资源、环境等空间遥感信息，完成遥感数据采集、处理和应用分析的
技术。

1.2无人机遥感系统的组成
无人机遥感系统主要由八大部分组成：无人机飞行平台、数据链路、遥感监
测平台、实时监控平台、地面测控系统、地面保障系统（含发射系统）、动态遥
感监测决策支持系统和后期处理系统。

1.3无人机遥感系统工作流程
无人机遥感系统的工作流程主要由“前期内业—外业—后期内业”3部分组成。

其中前期内业工作流程主要包括航线设置、基础数据准备、确定起降场地、
气象数据收集、制定遥感方案以及设备检查等。

前期内业是成功实施外业的重要
前提，如果能够将前期内业的工作认真细致地做足做好，对外业的工作质量和进
度将会起到事半功倍的作用。

外业的工作流程主要包括运输设备到场、组装无人机、检查机载设备电源、检查机械性能、检查遥感设备、注入燃油、检查发动机、开启机载控制盒、启动地面站、检查数据链路工作状态、检查GPS信号、无人机
起飞、飞行遥感、无人机降落等。

目前国内较为先进的无人机技术是由人工遥控
起飞，进入航线后切入自动飞行状态，利用惯性导航平台及全球卫星定位系统双
系统控制无人机按照预定航线自主飞行，并实时将飞机的飞行数据传回地面，完
成遥感作业后，切出自动飞行状态改由人工遥控降落。

后期内业的工作流程主要
包括遥感数据下载与整理、数据预处理、数据解译、形成结果等部分。

根据遥感
工作目的和数据需求的不同，后期内业的具体工作流程也不相同，下面仅以采集
遥感图像数据为例，介绍后期内业的具体工作流程。

首先，应将单幅遥感图像与
飞行姿态数据、曝光点坐标和时间等数据对应起来，制表备用；对遥感图像进行
拼接，将众多单幅图像拼接成一幅完成的区域遥感图像，此时的图像只具有粗略
的地理属性；以“空中三角测量”原理为依据，对图像进行几何校正，生成具有
相对地理意义的遥感图像；最后提交图像电子版和印刷图册。

2.无人机遥感技术优点
无人机遥感技术是指通过无人机为搭载平台，搭载数码相机、摄录机等数字
遥感设备来进行空中拍摄和记录，并通过遥感技术对影像处理数据进行同步传输，以达到对监测对象进行实时监控的目的，并可以同步完成遥感数据的处理、数据
建模和数据分析。

2.1能够确保高效、安全的作业
无人机遥感技术不受地形、空间、时间等多方面因素的影响，比传统的监测
手段更加高效、灵活、安全。

无人机可以在第一时间取得一手数据信息，在搭载
了高精度成像设备后，能够在垂直状态和倾斜状态下获取高质量的影像信息，并
实现视频信息的实时传递，在监控终端可以实时观察监测情况，并进行实时指挥，对现场可以精确到 0.1 m 的辨识度，监测效果更直接，而且没有监控死角。

2.2操作简单明确，实用性较高
无人机遥感技术的智能化水平非常高，因此可按照系统中预先设定的路线，
通过连续性的校对和不断的调整来进行精准飞行和目标监测，也可以通过视频系
统以手柄遥控的方式来人为操控无人机。

2.3运行成本较低
无人机因其机型小、消耗低、使用和维护简单、监控范围广、运行成本低、
能大量节省人工监测时间等优点，可以连续飞行长达 16 h，一次飞行一百多个
监测点，监测工作效率和准确率都非常高。

3无人机遥感技术在环境保护中的应用
2.1建设项目环境保护管理中的使用
建设项目环境影响评估时相关环评企业编写环境影响评估文件中所具备的建
设项目区域地形图，通常大中型城市的近郊或者是关键发展区域可以在规划以及
测绘部门去找寻图件，偏远地区往往是无图可寻的，尽管有但都是绘制时间非常
久远或者是图像精确度不高，这些都不能采用。

若是临时性组织绘制则拖延编制
时间，某些环评单位这时就会选用时效性或者是清晰程度较低的图件使用，这必
定会影响环境评价工作的质量。

无人机遥感系统可以充分处理这些问题，该技术
可以为环评单位用极短时间而获得时效性更强且精确度更高的图件，这也在很大
程度上降低了处于较远或者是危险地区现场勘查工作量及危险性，从而提升环境
影响评价工作效率，最终将所获得的数据和图件等提供给环保部门。

3.2环境监测中的使用
以往传统式环境监测均是使用点监测进行总体区域环境质量的估算，这有着
很大的局限性以及片面性。

无人机遥感系统视域非常广泛且连续性强，能够快速
查出环境现状。

采用系统搭载多光谱成像仪器，从而生成多光谱图像，能够直观
的监测地表水文环境质量，以便于提供水质富营养化以及水华和水体透明程度等
各方面信息专题图，进而实现水质特征性污染物质监视性检测。

无人机更能够搭
载移动式大气自动检测平台，从而对目标区域所呈现的大气环境施以监测，自动
监测平台不可以监测到污染因子，这时可以使用搭载采样器把大气样品采集之后
送至实验室进行监测。

3.3恶劣环境中的使用
无人机遥感系统属于远程控制来进行信息采集，所以应该确保信号良好，无
人机遥感系统就可以在人力所不能到达的环境中进行工作。

比如，油轮输油时由
于工作人员的某些违规操作才造成输油管出现爆炸从而产生原油泄漏，这时往往
会造成海污染，并且给海域周边的居民生活带来极大影响。

这时环保局就会使用
无人机展开环境监测，以便于获得及时且准确的信息来分析污染情况，并且给时
间应急解决提供关键性信息，降低工作人员的工作难度及确保人身安全。

3.4生态保护中的使用
自然保护区域以及饮用水源保护区域等诸多特殊性生态保护区域属于环境保
护的关键，不过自然保护区域以及饮用水源保护区域等这些大多情况都是在非常
偏远的地区，再加上特殊保护面积偏大，环保部门工作人员很难进行全方位保护。

使用无人机遥感系统可以获得诸多生态保护区域遥感影像，并且对遥感影像施以
详细分析以及整理，能够有效掌控植被覆盖面积大小及掌握植被的变化状况，使
用无人机遥感系统能够清晰的辨识不同植被互相替代现象。

再者就是生态保护区
域相关资源被侵占时则无人机遥感系统就可以即刻发现非法人员的相关动向，这
些都是生态保护执法所需要的证据。

4结论
随着无人机技术和航空遥感技术的不断成熟，无人机遥感系统已经开始应用
在国土、规划、地质、水利、林业和救灾等多个领域。

无人机遥感系统以其诸多
难以替代的应用优势，能够为环境保护工作提供更加强大的保障和更完善的技术
支撑，适应新时期环境保护工作的需要，无人机遥感系统在我国环境保护领域中具有广阔而深远的发展空间和应用前景。

参考文献
[1]孙洋.无人机遥感技术在水土保持监测中的应用[J].水利规划与设计，2017，（6）：89-92.
[2]杨海军.无人机遥感技术在环境保护领域的应用[J].高技术通讯，2019，25（6）：607-613.。