如何进行无人机遥感系统的设计?
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无人机遥感系统的设计是一个复杂的过程,需要考虑无人机的飞行控制、传感器选择、数据处理和存储等多个方面。下面将对无人机遥感系统的设计进行详细介绍。
无人机遥感(Unmanned Aerial Vehicle Remote Sensing ), 即利用先进的无人驾驶飞行器技术、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,能够实现自动化、智能化、专用化快速获取国土资源、自然环境、地震灾区等空间遥感信息,且完成遥感数据处理、建模和应用分析的应用技术。无人机遥感系统由于具有机动、快速、经济等优势,已经成为世界各国争相研究的热点课题,现已逐步从研究开发发展到实际应用阶段,成为未来的主要航空遥感技术之一。
遥感传感器是根据不同类型的遥感任务,使用相应的机载遥感设备,如高分辨率CCD数码相机、轻型光学相机、多光谱成像仪、红外扫描仪,激光扫描仪、磁测仪、合成孔径雷达等。使用的遥感传感器应具备数字化、体积小、重量轻、精度高、存储量大、性能优异等特点。
一、无人机的飞行控制
无人机遥感系统的设计首先需要考虑无人机的飞行控制,包括无人机的起降、飞行路径的规划和遥控等。在无人机起降过程中,需要考虑无人机的重量、飞行速度和飞行高度等因素,以确保无人机的起降过程平稳可靠。在飞行路径规划方面,需要考虑无人机的航线、飞行高度和飞行速度等因素,以确保无人机能够在规定的范围内完成遥感数据的采集任务。在遥控方面,需要考虑无人机的遥控距离和稳定性等因素,以确保无人机能够在遥远的距离内稳定飞行。
二、传感器选择
无人机遥感系统的设计还需要考虑传感器的选择,包括光学相机、红外相机、激光雷达和多光谱传感器等。在选择传感器时,需要考虑无人机的飞行高度、飞行速度和遥感数据的分辨率等因素,以确保传感器能够满足遥感数据采集的需求。同时,还需要考虑传感器的重量、功耗和价格等因素,以确保传感器的选择符合无人机遥感系统的整体设计。
三、数据处理和存储
无人机遥感系统的设计还需要考虑数据处理和存储方面,包括数据压缩、数据传输和数据存储等。在数据压缩方面,需要选择适合的压缩算法,以减小数据的存储和传输量。在数据传输方面,需要选择适合的数据传输方式,如无线网络或卫星通信等。在数据存储方面,需要选择适合的存储介质,如硬盘、固态硬盘或云存储等。同时,还需要考虑数据安全和备份等问题,以确保数据的安全可靠。
① 台湾大学理学院空间信息研究中心利用无人机拍摄低空大比例尺图像,配合FORMOSAT2分类进行异常提取,解译桃园县非法废弃堆积物(固体垃圾等),用于环境污染和执法调查。
② 美国Nicolas Lewyckyj等人利用UAV-RS技术在北卡罗莱纳洲进行自然灾害调查,通过正射影像处理与分析准确评估场房和村庄的损失。显示了无人机遥感技术具有的快速反映能力,为灾害的治理提供了及时、准确的数据。
③日本减灾组织使用RPH1和YANMAHA 无人机携带高精度数码摄像机和雷达扫描仪对正在喷发的火山进行调查,无人机能抵达人们难以进入的地区快速获取现场实况,对灾情进行评估。不同埋藏深度的辐射源的辐射强度的反映能力进行量化研究。为核电站及其它核设施的管理提供基础数据。
④我国首个成立的Quickeye(快眼)应急空间信息服务中心,是我国无人机应急遥感应用的开创尝试和遥感应用典范。其基于的无人机平台即为例图所示Quickeye(快眼)系列无人机,在不到两年的时间内,该机型已成功作业近10万平方公里,广泛应用于1:1000,1:2000成图,及测绘、应急领域。
综上所述,无人机遥感系统的设计需要考虑无人机的飞行控制、传感器选择和数据处理和存储等多个方面。只有在整体设计上充分考虑这些因素,才能够设计出性能优异、稳定可靠的无人机遥感系统。