無線遙感技術范文

導語：如何才能寫好一篇無線遙感技術，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：無線傳感器 物聯網 茶場

隨著茶葉的傳播，目前茶葉的生產和消費幾乎遍及全國和世界五大洲的國家和地區。我國是茶葉的故鄉，加之人口眾多，幅員遼闊，因此茶葉的生產和消費居世界之首。由于茶葉受到世界人民的歡迎，并成為三大飲料之一，所以世界茶業的發展速度也很快。目前，世界五大洲中已有50個國家種植茶葉，茶區主要集中在亞洲，茶葉產量約占世界茶葉產量的80%以上。茶葉生產和飲用已經歷了幾千年的歷史過程，人們對茶葉的需求也出現新的要求。這是因為，在社會發展中，一旦人們對衣、食、住、行的要求得到了滿足，就特別注重保健和文化生活方面的需求。茶，這種天然保健飲料必將愈來愈受到人們的青睞。與此同時，由于它含有大量的對人體起著一定的保健和防病的成分，更會吸引大量消費者去飲用它。茶葉已成為人們生活中不可缺少的伴侶。

現代茶葉種植發展迅速，不僅種植品種更多、規模更大，而且種植區域也更加集中，這給農業人員的管理和優化種植增加了難度和成本。為了解決這些問題，我國的茶葉種植正在向信息化和智能化的方向發展。只有應用先進的較低成本的信息采集手段，實時、精確地獲取大棚環境信息，制定科學的管理決策，最后通過智能設備或人工控制等措施，才能提高種植作物的經濟效益。

茶場茶葉長勢的好壞、產品產量和質量的高低，關鍵在于溫室內環境條件對于作物生長發育需求的適宜程度，因此準確監測溫室內的環境因素才能確保高產、高效、優質和低耗。無線傳感器網絡是融合了嵌入式軟件硬件、傳感器、無線通信、芯片制造、智能控制等多種學科的綜合性技術，這個新興學科從一開始誕生就由于其潛在并廣闊地應用前景而受到了眾多學者和研究者的青睞，引起了學術屆、工業界和國家安全機構等的高度關注，大有引起一場新技術革命的勢頭。無線傳感器網絡是由大量隨機分布的微小節點組成的，網絡節點自身帶有傳感器、數據處理、無線通信等模塊，不需要任何網絡基礎設施，通過自組織的方式組網，借助其傳感器模塊，有效的與物理環境交互，能夠協作的實時監測、感知和采集網絡分布區域內的各種環境和監測對象的信息，并把信息通過無線網絡傳輸到數據處理中心。從某種意義上說，無線傳感器網絡將在邏輯上和物理上的信息世界融合在一起，極大的擴展了現有的網絡范圍并且提高了人類認識世界的能力。通過無線傳感器網絡，人們可以在任何時間、地點和環境條件下都能獲得詳細可靠的信息。目前具有這些特點的無線傳感器網絡已經廣泛地應用在國家安全、國防軍事、醫療衛生、環境監測、健康監測、物質跟蹤、制造業、智能農業、家庭應用以及供應鏈管理等各個方面。

無線傳感器網絡（Wireless Sensor Networks，簡稱WSN）是近年來新發展起來的學科，它改變了人類與自然界交互的形式，將客觀上的物理世界與邏輯上的信息世界緊密地結合在一起，極大的拓展了現有網絡的功能和人類認識世界的能力。在2003年的美國技術評論中無線傳感器網絡位于新興十大技術的首列；同年的美國商業周刊將WSN稱為全球未來的四大新技術之一。WSN實際上是一種特殊的Ad-hoc網絡，傳感器與嵌入式計算機、無線通信和電子等多學科技術合作，實時監控監測區域監測對象信息后，將處理后的信息傳送給用戶（王殊，閻毓杰，胡富平，2007）。無線傳感器網絡，以獲得客觀的物質世界信息，在許多領域的應用前景十分廣闊，可應用于工業、農業、生物醫學、環境監測、軍事防御、危險區域遠程控制等。

WSN的最根本的目的是采集監測區域內監測對象的信息。典型的無線傳感器網絡具體如下：通過飛機將大量傳感器節點（數量從幾百到幾千）扔到監控地區，每個傳感器節點通過自組織方法構建無線傳感器網絡。傳感器節點是物理信息收集和發送者，而且根據某些路由規則將收集到的測量數據傳送到匯聚節點。其中，匯聚節點（也被稱為網關，基站）是一種特殊的節點，通過移動通訊網絡，衛星通訊，互聯網，與用戶監控中心交互，還可以通過無人機飛越網絡上空，將匯聚節點中的數據進行采集。它能夠從根本上解決傳統傳感器網絡的一些體積龐大，布線閑難等問題。閑此，常被用在某些難布線、能源供給不方便、或者人員到達閑難的地方和一些意想不到的地方 （如突發自然災害，固定通信網絡被破壞）等。也是因為WSN擁有抗毀性強，能夠迅速擴大等特點，不需耍一個固定的網絡做為支撐，可以廣泛地應用于軍事防御、工農業、交通運輸、環境保護等領域。

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關鍵詞：水工環地質勘察；地質工作；遙感技術；應用分析

在現代化社會經濟發展的過程中，水工環地質勘察工作有著十分重要的意義，它不僅可以對相關的水工環地質信息進行全面的分析，還有助于人們對水工環地質環境的了解。而且隨著科學技術的不斷進步，人們也將許多新型的技術手段應用到其中，從而使得地質工作的質量得到有效的提高。

一、水工環地質工作的現狀

近年來，在我國相關部門為了提高地質工作的質量和效益，人們也將許多先進的科學技術和管理制度應用到其中，從而滿足現代化地質工作的相關要求，有效的解決了傳統管理方法在實際運用中存在的問題。不過，從當前我國水工環地質工作的實際情況來看，由于不同的地區其政治管理制度不一樣，因此這就使得人們在水工環地質勘測工作中，無法對其進行很好的處理。為此，我們還要在不斷的實踐過程中，將一些先進的科學技術引入到其中，進而對其進行相應的優化處理。

二、水工環地質勘察技術的應用范圍

自改革開發以來，我國的社會主義市場經濟雖然得到了飛速的發展，但是也消耗了大量的自然資源，這不僅對人們的生活有著一定的影響，還對自然生態環境造成了嚴重的破壞，一次我們就要采用相應的管理技術來對其進行處理，從而保障人與自然的和諧共處，為我國社會主義和諧社會的建設打下了扎實的基礎。而水工環地質勘測技術的應用，主要是為了對水工環領域的相關數據信息進行調查，對水資源進行科學合理的控制調節。

水工環地質勘察工作在實際應用的過程中，不僅可以對城市化經濟和生態系統進行有效的調節，還有利于對水資源進行合理的利用，從而保障人們的正常生活的生產。目前人們為了使得水工環地質勘察的應用效果得到進一步的提升，人們也將許多先進的科學理論應用到其中，這樣就提高了地質工作的綜合性和系統性，滿足現代化水工環地質勘察工作的相關要求。另外在對水工環地質勘察過程中，對其應用范圍的確定，也可以有效的提高地質工作的質量和效益。

三、水工環地質勘察中遙感技術的應用

目前我們在水工地質勘察工作中，遙感技術的應用不僅有效的提高了水工環地質勘察的質量，還有利于人們對相關信息數據的采集，從而使得滿足地質工程的相關要求。而且隨著社會的地步發展，人們為了使得遙感技術在水工環地質工作中的應用效果得到進一步的提高，也將許多先進的科學技術應用到其中，這就使得遙感技術在水工環地質勘察中的工作性能得到很好的保障。

GPSRTK技術在水工環地質中的應用情況，使得節省了時間提高了效率；（1）GPS技術的基本原理GPS衛星定位的基本原理是將無線電信號發射臺從地面點搬到衛星上，組成一個衛星導航定位系統，應用無線電測距交會的原理，便可由3個以上地面已知點（控制站）交會出衛星的位置，反之利用3顆以上衛星的已知空間位置又可交會出地面未知點（用戶接收機）的位置用戶使用GPS接收機在某一時刻同時接收3顆以上的GPS衛星信號，測量出測站點（接收機天線中心）到3顆以上GPS衛星的距離，并解算出該時刻GPS衛星的窄間坐標，據此利用交會法解算出測站點的位置實時動態測量的基本工作方法是，在基準站上安置l臺GPS接收機，對所有可見GPS衛星進行連續的觀測，并將其觀測數據通過無線電傳輸設備實時地發送給用戶觀測站（流動站）在流動站上，GPS接收機在接收GPS衛星信號的同時，通過無線電接收設備，接收基準站傳輸的觀測數據和轉換參數，然后根據GPS相對定位的原理，即時解算出相塒基準站的基線向量，解算出基準站的WGS一84坐標；再通過預設的WGS一84坐標系與地方坐標系的轉換參數，實時地計算并顯示出用戶需要的三維坐標及精度；（2）RTK的基本原理：RTK技術采用差分GPS位置差分偽距差分相位差分3類中的相位差分這3類差分方式都是由基準站發送改正數，由流動站接收并對其測量結果進行改正，以獲得精確的定位結果RTK的工作原理是將一臺接收機置于基準站上，另一臺或幾臺接收機置于流動站上，基準站和流動站同時接收同一時間相同GPS衛星發射的信號，將基準站所獲得的觀測值與已知位置信息進行比較，得到GPS差分改正值，然后將這個改正值及時地通過無線電數據鏈電臺傳送給流動站，以求得流動站較準確的實時位置流動站可處于靜止或運動狀態數據采集與處理：90年代初，GPS資料由單點采集過渡到連續采集使GPS技術的應用向前邁了一大步地震資料處理的方式基本適用于GPS資料的處理為了更好地將石油地震的先連技術：進到GPS領域。

遙感技術的運用幫助人類實現了從外層空間觀測地球的序幕，在幫助人類認識國土開發資源研究災害等方面提供了很多幫助從遙感應用范圍的發展來看，首先是在宏觀普查和動態監測方面進行應用的，后來逐漸發展到生態環境調查污染監測等方面通過二十多年的試驗，遙感技術已經成為各種自然資源調查環境動態監測等不可或缺的地理空間信息獲取的手段隨著空間技術的進步，遙感圖像的空間分辨率光譜分辨率不斷提高，遙感技術的應用已經發展成為包括遙感地理信息系統和全球定位技術等在內的一個應用系統.并且已經廣泛應用到國民經濟社會發展當中，水工環地質調查與災害監測評估方面也開始運用遙感技術傳感器技術與計算機技術日新月異的變化，以及地理信息系統全球定位系統等高新技術的發展，都促使遙感圖像應用技術的發展也加快了腳步遙感信息應用技術在經歷了單一波段到多源的組合分析，通過應用模型進行多源綜合分析，知道產生各種資源與環境要素專題圖等例如，建設部通過對TMIRS等影像融合護具對北京廣東惠州市等多個城市的綠化進行了調查與分析，為評選國家園林城市提供了客觀的統計數據

四、結束語

總而言之，在當前我國水工環地質勘察工作中，人們為了使其工作質量和效益得到進一步的提高，也將許多先進的科學技術應用到其中，這樣不僅為人們提供了準確的信息數據，還保障了地質工作的質量。其中遙感技術的應用，就使得地質工作的質量得到有效的提高，滿足了現代化社會經濟發展的相關要求，促進我國社會經濟的可持續發展。■

參考文獻

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隨著現代信息技術的不斷發展，全球定位系統技術(GPS)、遙感技術(RS)、地理信息系統技術(GIsl和計算機技術、網絡技術在土地科學中的應用日趨廣泛，為土地科學信息化提供了強有力的技術支撐，并且大大提高了土地資源管理工作的效率和水平。

一、3S技術

1.全球定位系統技術(GPS)。全球定位系統是以衛星為基礎的無線電測時定位導航系統。可為航空、航天、洼地、海洋等方面的用戶提供不同精度的在線或離線的空間定位數據。GPS具有快速、高精度定位、導航、測速和授時等方面的功能，已經在地球學科中得到了廣泛的應用，并引起了空間定位技術革命性的變化。隨著差分GPS技術的發展，用GPS測定三維坐標的技術方法將測繪定位技術從靜態擴展到動態，從事后處理擴展到實時或準實時定位與導航，GPS的絕對和相對精度也發展到了米、厘米級乃至亞毫米級，GPS作為一種全新的現代定位方法。已經逐漸在越來越多的領域取代了常規儀器。GPS系統包括三大部分：空間部分一GPS衛星星座；地面控制部一地面監控系統：用戶設備部分一信號接收機。GPS衛星用L波段良種頻率的無線電波向用戶發射導航定位信號，同時接收地面發送的導航電文以及調度命令。

2.航空航天遙感技術(Rs)。遙感技術是指從遠距離、高空以及外層空間的各種平臺上，利用可見光、紅外線、微波等探測儀器，通過攝影或掃描、信息感應、傳輸和處理，從而識別探測對象的性質和運動狀態的現代化技術體系。它包括空間信息采集系統、地面接收和預處理系統、地面實況調查系統、信息分析應用系統?，F代遙感技術是通過多光譜攝影及時獲取豐富信息的。主要表現在它的多傳感器、高分辨率和多時相特征。遙感信息的應用已經從單一遙感資料向多時相、多數據源的融合與分析，從靜態分析向動態檢測過渡，從對資源與環境的定性調查向計算機輔助的定量自動制圖過渡，從對各種現象的表面描述向軟件分析和計量探索過渡。

RS技術主要有衛星遙感技術與航空遙感技術。衛星遙感技術產品在小比例尺(如1：10000+地利用數據庫)中應用較多。衛星遙感技術問世以來，其分辨率得到了迅速提高。衛星能夠在極短的時間內對地表重復采樣，獲得數據。航空遙感技術產品具有高精度、直觀和色彩較真等特點，常用于大比例尺(如l：2000)土地利用數據庫的數據獲取與更新。其優勢是常規方法根本無法比擬的。

3.地理信息系統技術(GIs)。地理信息系統是在計算機硬件、軟件設備支持下，實現地理空間數據輸入、存儲、管理、檢查、處理和綜合分析的技術系統。GIS是空間數據的管理系統，是空間數據和屬性數據的綜合體。它可以管理海量數據，供瀏覽、查詢，進行空間分析、路徑分析、包含分析、斷面分析、格網分析、專業分析、生成數字模型、制圖等。GIS技術目前已被應用于土地資源的調查、統計、分析、管理及決策等方面。利用GIS技術可以在短時間內更新土地資源的圖件和數據等基礎資料，以便政府根據土地的動態情況制定相應的政策。總之，GIS不僅可以實現資源信息的高效管理，而且能生成常規方法無法獲得的信息，提高分析的準確性和靈活性，有效實現對土地資源各項因素的綜合分析與動態監測、模式評價與輔助決策。具有巨大的應用潛力。

4.3S技術是全球空間定位技術(GPS)、航空航天遙感技術(RS)和地理信息系統技術(GIS)的統稱。廣義的3S技術包括空間信息獲取、傳感器和信息探測、圖形圖像處理、空間定位、動態監測、信息管理與存儲、預測評價和決策分析等。

GPS、RS和GIS的整體集成無疑是人們所追求的目標，3S技術集成是指三種技術與其他相關技術有機地集成在起。是一種有機的結合、在線的連接、實時的處理和系統的整體性。GPS提供實時而準確的定位信息，對于空間數據的確定有特殊意義，RS技術利用某些儀器設備，在不與被研究對象直接接觸的情況下。收集其數據。通過處理分析，最后提取和應用有關對象信息，是一種高效的信息采集手段，具有極高的空間時間分辨率；GIs是利用現代計算機圖形和數據庫技術來輸入、存貯、編輯、查詢、分析、決策和輸出空間圖形及屬性數據的計算機系統。它能夠把現實生活中的各種信息有機地與反映地理位置的圖形信息結合在一起，可根據查詢與分析將信息真實、圖文并茂地展示在用戶面前，也可將分析決策模型處理結果提交各級管理部門作決策參考。3S集成系統不僅具有自動、實時采集、處理和更新數據的功能，而且能夠智能式地分析和運用數據。為各種應用提供科學決策咨詢，并回答用戶可能的各種復雜問題。在這個系統內，GIS相當于中樞神經，RS相當于傳感器，GPS相當于定位器，三者的共同作用收集和處理地球能實時的變化。使其在資源環境與區域管理等眾多領域中發揮巨大作用。

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[關鍵詞]無人機 特點 應用

[中圖分類號] P237 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2014）-8-130-2

0引言

伴著科學技術的進步，作為獲取遙感數據的新型手段，無人機遙感技術向著光譜信息成像化，雷達成像多極化，光學探測多向化，地學分析智能化，環境研究動態化以及資源研究定量化的方向發展，大大提高了遙感技術的實時性和運行性，使其向多尺度、多頻率、全天候、高精度和高效快速的目標發展[1]。隨著人們對地理環境的不斷理解和對測繪需求的增長使得無人機與測繪的關系越來越緊密。無人機遙感技術體現了無人機與測繪的緊密結合同時也提供了更高效的測繪方式[2]。

1無人機遙感系統的組成

無人機遙感系統由空中控制系統、地面控制系統和數據后處理系統組成，如圖1所示。

利用無人機遙感系統采集數據時，其工作流程為：根據遙感任務的要求對待拍攝地區進行航跡規劃，在地面控制子系統中將規劃好航線并載入到遙感空中控制子系統。無人機地面控制子系統按照規劃的航線控制無人機的飛行，遙感空中控制子系統則按照預設的航線和拍攝方式控制遙感傳感器進行拍攝；遙感傳感器子系統將拍攝的數據進行存儲，無人機平臺則利用無線傳輸通道將飛行數據傳輸到地面的控制子系統；地面工作人員可以在地面監測無人機的飛行航線，必要的情況下，可以根據接收的數據更改本次飛行的計劃，比如可以馬上進行部分地區的補拍；拍攝結束后可以自動切入手控飛行，等待降落[3]。

2無人機遙感技術的優缺點

2.1無人機遙感技術的優點

2.1.1機動、靈活、快速

機動靈活，快速出擊的響應能力是應急遙感工作的生命線。缺失了快速響應的能力，應急將無從談起。無人機能夠通過地面運輸快速到達指定目標區域[2]。起降場地要求低（100-150m平整馬路、平地甚至草地），不需要機場跑道，能夠在15-30分鐘內完成組裝、調試、起飛。對于起飛場地無法尋找到，或者事故常發地點，可以通過車載、導彈或者地面方式從田間地頭、空地、山坡、沙灘等多種地域直接發射，通過滑行和傘降的方式進行回收[4]。

2.1.2操作簡單、安全性能好

無人機技術的不斷成熟，其操作也越來越智能化、自動化?？梢酝ㄟ^事先設制飛行路線，并在飛行中進行校對和調整以達到對目標的精確測量。無人機通過配備故障自動診斷及顯示功能，如果發生故障，飛機會自動返航到起點上空等待排出故障[2]。

2.1.3體積小、經濟

無人機因為輕小，運輸、保存非常方便。無人機飛行費用低，可做超低空視距飛行，對操作員的培養比較周期相對較短。系統的保養和維修簡便，同時不用租賃起飛和停放場地。飛行審批手續簡單，無人機屬于遙控飛行器，基本不用審批。

2.1.4數據處理速度快

無人機遙感技術數據處理速度快，及時性強。例如國內蘇州武大影像信息工程研究院打造的數字攝影測量處理平臺數字攝影測量網格（DPGrid），讓無人機在處理數據的速度與效率上達到目前數字攝影測量處理速度的8倍以上。特別是大量的數據處理，傳統模式一個月才能處理好的數據，借助該軟件系統，幾個小時內就可以解決。

2.1.5獲取影像分辨率高

無人機遙感的最大優點是遙感影像分辨率高、成像效果清晰。無人機搭載的高精度數碼成像設備，具備面積覆蓋、垂直或傾斜成像的技術能力。無人機在200米左右的空中可以準確拍攝到地面上5厘米大小物體，而一般衛星航拍只能分辨地面50厘米的大小的物體，獲取圖像的空間分辨率極高，適于大比例尺遙感應用的需求。

2.1.6數據精確度高

無人機遙感影像數據處理后，可在電腦屏幕上顯示平面和三維場景影像，鼠標點到哪里就能顯示出坐標、高度等數據信息，相比傳統技術，精確度很高。

無人機遙感技術除了以上的優勢外，還具有航攝效率高；可即時重拍；飛行時間基本是有效拍攝時間；工作現場集中，便于統籌安排。同時無人機遙感航空攝影可以抵達許多載人飛行器無法到達的空域、高度或危險地區[6]。基于無人機低空遙感技術的高機動性、低成本和小型化、專用化特點，可廣泛用于航空遙感、國土監察、城市規劃、水利建設、林業管理、資源勘探、災害勘查、環境監測、地圖更新、以及農業、電力、交通、軍事等領域。

2.2無人機遙感技術的缺點

2.2.1飛行不夠平穩

由于其體積小、重量輕，高空飛行易受風力的影響，飛行姿態不及有人駕駛飛機平穩，常出現飛行航線漂移，飛行軌跡呈曲線的情況[5]。這就使得拍攝的影像航向重疊度和旁向重疊度不規則，影像間的重疊度相差加大[7]。

2.2.2影像數據傾角大

與傳統航空影像相比，無人機遙感影像數據傾角大而無規律，給連接點的提取和布設帶來困難。并且無人機應用于外業勘察時，難于建立野外實測地面控制點。這些特點給無人機影像的幾何校正處理帶來了困難，進而影響到圖像鑲嵌和信息的有效提取[5]。

2.2.3對GPS的依賴性

許多無人機系統都比有人駕駛飛機更依賴于GPS系統。例如，某些無人機必須依靠GPS的定位才能起飛。另一些無人機的編程則要靠GPS來實現自動返回。如果說GPS很容易受到動能和電子干擾時，那么同樣無人機也會面臨相應的干擾，從而無法保證數據采集的準確性。

2.2.4對通信系統的依賴性

無人機都要依靠衛星通信系統來實施指揮與控制以及將傳感器搜集到的數據發回地面進行處理。與GPS一樣，通信衛星也容易受到各種干擾，包括動能和噪音干擾。而這些干擾能大大降低無人機、地面控制站和信息處理中心之間的衛星通信數據率?？傊?，無人機比有人駕駛飛機更依賴于通信資源，尤其是使用多傳感器來執行情報、監視和偵察任務的無人機。

3無人機遙感技術的應用

近幾年，新疆第一測繪院與中科院新疆生態地理研究所展開無人機遙感系統項目的合作，實施了昌吉、克州、阿勒泰、伊犁、阿克蘇等地部分區域的1：1萬地形圖測繪任務，完成航測外業測圖626幅，航測內業測圖415幅，測繪覆蓋面積約1.5萬平方千米；先后完成了塔城市城市規劃地形圖測繪工程、甘肅嘉峪關至新疆烏魯木齊西站GPS控制測量工程、南疆二線電力測量工程、克拉瑪依油田建設測繪工程等一批測繪項目。制作完成了各種比例尺數字正射影像圖、數字高程模型、數字地面模型、數字地表模型、三維點云等，結束了測量人員翻山越嶺、耗時極長的原始地質測繪、工程測量工作[7]。

同時新疆第二測繪院于2012年初利用無人機遙感技術完成奎屯市部分區域無人機影像圖的生產制作，成圖面積達23平方千米，影像分辨率為0.10米，采用中國測繪科學研究院的PixelGrid軟件制作。此次奎屯市部分區域無人機正射影像圖的順利完成，加之前期已經完成的新疆生產建設兵團105團場無人機影像圖、鄯善無人機影像圖的反復試驗生產，標志著新疆在無人機低空航攝及后續影像加工處理方面的技術已趨于成熟，將來可以在無人機應急保障、快速獲取影像圖方面提供新的測繪服務[8]。

4結語

無人機遙感系統是衛星遙感和航空遙感的有益補充[9]，具有高分辨率圖像和高精度定位數據獲取能力，是當今重要的遙感數據來源。隨著國家援疆工作的大規模展開，新疆迫切需要加快基礎建設，特別是地圖測繪、城鎮化建設、新農村建設、城市化改造、應急、反恐防暴、防災救災、環境監測、礦產資源與開發、土地利用與調查等領域急需現勢性強的大比例尺地形圖及正攝影像圖數據成果，為當地的社會、經濟建設提供快捷方便的高分辨率影像測繪保障服務[10]。利用無人機遙感技術進行的航空攝影測量，將從關鍵技術上保證精度滿足大比例尺成圖要求，從而推進新疆當地地理信息化建設進程。

The characteristics and application of

UAV Remote Sensing Technology

LI He-qing1，LIU Jun-yan2

（The Xinjiang Uygur Autonomous Region Transportation Planning Survey and Design Institute，Urumqi830006，China）

（Xinjiang Agricultural University science and technology academy，Urumqi830091，China）

Abstract： With the development of UAV Remote Sensing Technology，Remote sensing aerial data has become an indispensable part of the information industry，Characteristics and application of the UAV remote sensing technology are briefly described。

KeyWords： UAV，Characteristic，Application

參考文獻

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[2]范承嘯，韓俊，熊志軍，趙毅.無人機遙感技術現狀與應用[J].測繪科學，2009，34（5）：214-215.

[3]洪宇，龔建華，胡社榮，黃明祥.無人機遙感影像獲取及后續處理探討[J].遙感技術與應用，2008，23（4）：462-466.

[4]韓杰，王爭.無人機遙感國土資源快速監察系統關鍵技術研究[J].測繪通報，2008（2）：4-6.

[5]吳榮華，周茂春，申依薇.無人機遙感數據處理探討[J].江西測繪，2012，92（2）：53-54.

[6]王青山.簡述無人機在遙感技術中的應用[J].測繪與空間地理信息，2010，33（3）：100-104. [7].谷國濤，吳良才.無人機遙感技術數據特點及其應用[J].科技向導，2011（35）：57-58.

[7]齊彬.新疆首次引入無人機用于國土監測防災減災[N].中國新聞，2010-3-12.

[8]朱建輝.新疆二院用無人機技術提升應急保障能力[N].中國測繪報，2012-2-7（3）.

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關鍵詞：無人機遙感技術 土地執法 遙感監測

中圖分類號：TP79 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）06（a）-0009-05

無人機遙感技術較傳統的遙感技術而言，是一種低空遙感技術，它是以獲取低空高分辨率遙感數據為目標，操作方便、靈活性強、成本較低的一種專業化遙感系統。隨著社會經濟的快速發展，各行各業對高分辨率的基礎地理信息需求越來越大，僅靠以往傳統的衛星數據系統獲得的遙感信息數據和影像數據已無法滿足現實需求。因此，無人機遙感技術作為一種新興的、低成本、高分辨率、易操作的遙感技術自然受到各行業的追捧。當前，無人機遙感系統廣泛運用于土地執法監測，這樣有助于監測土地利用情況，并對其進行合理規劃和土地資源管理。

1 無人機遙感技術概述

1.1 無人機遙感技術的特點

1.1.1 操作簡單

隨著無人機技術的不斷成熟，其操作也愈顯簡便化，在使用無人機進行土地執法檢查時，可以事先設定好飛行路線，針對空中和地面實際情況，通過校正數據以達到對目標的精確測量；當無人機出現故障時，其系統可以自動進行診斷，一旦出現故障，無人機可以自行返航到起點，以等待排除故障重新進行測量。

1.1.2 靈活方便

無人機不需要專門的場地進行起飛或降落，使用起來極為方便，可以通過多種方式在山坡、田地等地域進行起飛，并快速到達預定目標進行測量，完成測量任務后可以通過傘降或滑行方式回收。同時，無人機機身重量較輕，體型不大，攜帶也較為方便。

1.1.3 高分辨率

相比傳統航拍技術，無人機遙感技術具有高分辨率獲取影像數據的能力，這是無人機遙感技術的最大特點，無人機遙感技術獲取影像的空間分辨率最高可以達到厘米級，主要得益于其具備面積覆蓋、傾斜成像的技術能力。

1.1.4 低使用和維護成本

日常的維護、保養費用低，作業時的成本不高，正常情況下的支出：系統的直接成本很低，只需要設備的折舊費、人員工資、交通開支等。隨著大量實驗生產的開展，低空遙感技術已日趨成熟，無人機遙感技術以其機動、靈活、快速的反應能力和運行成本低等優勢，正逐步成為航空遙感系統的有力補充，尤其是在小范圍的遙感調查中能發揮非常重要的作用。近年來已成為影像數據獲取的有效手段之一，能彌補衛星RS的不足。

1.2 無人機遙感的影像處理流程

1.2.1 影像的畸變差糾正

由于無人機遙感系統操作簡單、運用靈活，成像分辨率高的特點，便廣泛用于航拍領域中。因無人機相機的不同，無人機的類型也不盡相同，大多數情況下無人機遙感系統使用的都是普通相機，其拍攝出來的相片會出現畸變現象，一旦出現畸變，在后期相片數據處理結果上會出現誤差，為了保障數據的真實準確性，都會事先糾正影像畸變，常見的處理方式有消除主點偏移、旋轉影像等。

1.2.2 影像的三角測量

無人機遙感系統在低空進行航拍時會自動完成影像的三角測量，傳統影像的選點和轉點工作是由人工完成的，其效率較低，而無人機遙感技術能夠自動完成選點和轉點工作，工作效率大大提高。同時，影像中的各個坐標也是自動獲取的，其坐標系中密點位置及參數也是自動形成。

1.3 無人機遙感系統簡介

無人機遙感系統分為空中控制、地面控制以及數據處理系統，空中控制系統主要包括無人機機身、影像獲取系統、控制飛行的動力系統等；地面控制系統主要包括無線通信系統及接收系統等，以對無人機進行航線規劃及飛行控制。數據處理系統主要是影像數據處理軟件。目前無人機遙感系統在國土遙感應用、能源遙感應用、林業遙感應用和農業遙感應用等領域得到了廣泛推廣，具體無人機航測遙感系統如圖1所示。

民用無人機通常分為固定翼無人機、無人直升機和多旋翼無人機這3個種類。固定翼無人機是多數民用無人機的主流平臺，這種飛行器的發展趨勢主要向微型化和長航時發展，當前微型化的無人飛機大小只有巴掌大，長航時無人機能飛行時間大約10小時，起飛的方式也多種多樣，有彈射、滑行、車載等等，降落的方式也可以選擇傘降、滑行和撞網都可以；無人直升機是靈活性最強的無人機平臺，可以原地垂直起飛和懸停；多旋翼（多軸）無人機是消費級和部分民用用途的首選平臺，靈活性介于固定翼和直升機中間（起降需要推力），但操縱簡單、成本較低。

2 無人機遙感技術在土地執法工作中的運用

土地執法是指縣級以上人民政府國土資源行政主管部門按照法定程序和方式，依據該行政區域內土地管理法律和法規，通過遙感監測、動態巡查、地理信息系統等技術手段掌握該行政區域的新增建設用地和耕地保護情況，起到發現、制止并監督查處違法用地行為。具體體現在土地衛片執法檢查的應用、土地管理動態巡查監測、違法土地案件整改情況監測和耕地保護的日常監測等方面的工作。

2.1 土地衛片執法檢查的應用

國土資源部在2010年頒布了15號令，并且在全國開展了土地衛片執法檢查工作，土地衛片執法檢查是指通過衛星遙感監測、地理信息系統等技術手段對一個地區的土地利用情況進行監測，制成遙感影像圖，將同一地域前后兩個不同時點的遙感影像圖進行疊加對比，可以反映出該地域土地利用的地表變化情況。通過對衛片監測所反映土地利用情況發生變化的地塊逐一核查，掌握該行政區域的新增建設用地情況，發現、制止并查處違法用地行為。這幾年持續的土地衛片執法工作使得湖南土地管理和土地合理利用得到了進一步改善；個人、企業及各地政府依法使用土地的意識有所提高；土地市場秩序有所好轉，但是由于衛星影像是全國統一時點獲取，獲取時間是在土地衛片執法開展前一年的8月份，所以在開展土地衛片執法時，較發達地區的影像和實地有較大的差別；另外有的地區的衛星影像分辨率不高，影像的清晰度不夠，因此，較發達地區的國土資源局為了加強對土地利用情況監督，有效遏制土地違法使用行為，進一步規范土地管理，采取無人機航拍監測方式對該地域進行土地監測。以2015年湖南省岳陽市土地衛片執法檢查工作為例，2015年4月，岳陽市國土資源局獲得了國家下發的2014年8月的2M分辨率彩色衛星影像，但是由于得到的衛星影像部分區域出現被云層，薄霧遮擋，清晰度不夠，并且衛片執法開展時間和衛片拍攝時間相差半年，為了保證該市土地衛片執法檢查工作的科學性和準確性，政府部門采用了無人機遙感技術對該市區進行航拍取像。在無人機機型中，固定翼無人機是飛行速度最快，續航能力最強的機型，因此，政府部門選用了IRSA（中遙）Ⅱ固定翼無人機，佳能HF M52相機進行航拍，拍攝的航片影像的分辨率為0.2 m，從線路規劃、無人機飛行、航片的快速處理（如圖2）和影像的建設用地解譯等全部工作共用了15天順利完成。

2.2 土地管理動態巡查監測

近年來，由于土地經濟市場繁榮，從而導致違法占用土地、違法建設現象時有發生，基層執法部門任務繁重，在日常巡查過程中，由于受地域條件等因素制約，巡查工作有一定困難，存在對違法用地發現率低、發現不及時等弊端。“無人機航拍監測具有靈活機動、精細準確等特點，不受地形地貌等因素干擾，能夠獲得準確的視頻和高精度的圖片，確保不留盲區和死角，實現對轄區范圍的全覆蓋。土地執法部門通過無人機對該區域土地進行動態巡查監測，可以全面有效地了解該區域違法用地、違法建筑的情況。通過對制定區域進行無人機監測，對比同一區域前后不同時間點的影像數據資料，利用對比軟件設備進行解譯，最終為執法部門的執法行為提供數據來源。筆者所在的長沙市國土資源局在開展土地執法的動態巡查工作中，對涉及的違法用地進行了執法檢查，對部分違法情況不清楚的地方或者某區域可能存在違法用地行為的，采用了無人機遙感技術對其進行拍攝，對土地監察動態進行定點巡查，其期限通常為3個月，為了保證航拍影像質量，航拍效率，使用了高質量、高安全性的無人機遙感技術。從而取得清晰的遙感監測圖斑。圖3為岳陽市某廣場的影像對比圖，由于2012年的衛星影像分辨率太低，無法有效辨認影像中的一些信息，無法為違法占用土地立案工作提供有力的依據，2013年是用無人機航拍，無人機是運用zc-5型，長2.1 m、翼展2.6 m，可以抵抗五級左右大風，飛行范圍一般在2 000 km2，配置相機是佳能5D Mark Ⅱ、24 mm定焦鏡頭。在最終形成的清晰航片影像中，可以發現分辨率較高，建設面積和類型非常明顯。

2.3 違法土地案件整改情況監測

在土地執法工作中，許多違法占用土地、違法建設案件被發現和查處整改，而土地執法部門在對違法占用土地查處整改情況進行現場調查取證時，如果用常規全站儀實地野外數據采集方法成圖，作業量大，耗費時間長，成本高（每平方公里的費用達到8～15萬元），且不宜大面積開展，不僅給土地執法工作帶來不便，也嚴重影響了遏制違法占用土地的行為。相比野外實測，無人機航測具有周期短、效率高和成本低等特點，對于面積較小的大比例尺土地測量任務受天氣和空域管理的限制較少，成本較低。而將無人機遙感系統進行工程化、實用化開發，則可利用它機動、快速、經濟等優勢，在陰天、輕霧天也能獲取合格的彩色影像，從而將大量的野外工作轉入內業，保證違法土地整改查處情況監測的高效性。所以越來越多的國土資源局通過使用無人機遙感技術對違法占用土地面積較大和集中的區域進行航拍攝像，更直觀和快捷地了解該區域的實際查處整改情況，而基于無人機機動性能強、不受場地情況限制，并且攜帶方便，執法部門可以充分利用無人機對違法占用土地進行監測攝像，實時記錄土地違法案件的整改情況。

2.4 耕地保護的日常監測

耕地保護是加快經濟發展方式轉變的根本要求，在2015年1月視頻會議作出重要批示，批示指出我國人多地少，任何時候都要守住耕地紅線，守住基本農田紅線。要堅持數量與質量并重，嚴格劃定永久基本農田，既要明確其特殊用地政策，又要嚴格規范用地管理，加強監測督察，對土地違法違規問題動真碰硬、重點問責。這對土地執法的工作有了很高的要求，為了認真落實耕地保護，一些政府對于耕地較集中，耕種條件較好的區域開展了無人機遙感的定期巡查。比如常德市政府今年計劃對該市區撥款150萬元，運用無人機，分辨率為0.5 m的遙感技術，隔兩三個月拍一次重點基本農田的保護區，以第一次作為基礎，如果地面上有變化，比如耕地變成建設用地，或者耕地變成其他地類而引起耕地被破壞，這樣就可以清楚地在內業處理后的航片影像中發現，常德市計劃通過此項工作來開展對重點基本農田保護區的監測和耕地保護的高技術、高效率的推廣工作。

3 無人機遙感技術可能存在的問題

無人機遙感技術作為一種低空航拍影像數據采集的主要方式，其靈活機動、續航時間較長、影像收集實時等優點，已成為衛星遙感系統的有效補充，而隨著社會的不斷發展，無人機遙感技術的運用將更加廣泛，然而，基于無人機自身的限制，還需要不斷完善無人機系統，以確保無人機遙感技術的穩定性和抗風險性。

3.1 抗風險能力有待提高

無人機機身較輕，由行高度低，容易受到風速影響，但為了提高無人機的抗風險性，通常情況下都是采取增加無人機機身重量，但是無人機承擔量小，如果增加機身重量，其穩定性會下降。因此，如何在機身較低或不增加重量的情況下，通過改善無人機遙感技術來提高無人機系統的穩定性和抗風險性，保證無人機飛行安全是當前無人機遙感技術需要解決的重要問題。

3.2 拍攝范圍不大

由于是低空飛行，一個架次拍攝的范圍較小，并且體積不大，續航時間較短，一般只能飛行幾個小時到十幾個小時，僅適用于小范圍區域的調查，對于大面積區域的全天候調查，需要配合大飛機、衛星影像數據開展調查。

3.3 遙感數據的后處理技術

當前使用的無人機遙感攝像設備是一種小型的數字相機，與傳統的衛星攝像系統相比，其攝像數據太多，影像篇幅小，從而導致后期數據處理時間較長，因此，針對這類問題，應開發影像自動識別和拼接軟件，提供影像數據處理效率，節省數據處理時間。

4 結語

當前，與傳統航空遙感系統相比，無人機遙感技術具有更大的靈活性，使用便利，并且攝像時間短、影像分辨率高，彌補了傳統航空遙感系統的不足，從而被廣泛運用于土地執法監測領域。通過無人機遙感技術獲取的高分辨率影像，對各類地物信息進行提取，可以有效提供土地利用情況的準確數據。然而，無人機遙感技術作為衛星遙感系統的補充，多運用于一般的小范圍區域地形圖繪制，加之無人機自身的一些不足和限制，無法滿足大范圍監測需求，因此，改進無人機系統質量，提高系統穩定性和抗風險性，改進遙感數據的處理技術等，是下一步無人機遙感技術發展完善的一個方向。

參考文獻

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篇6

論文摘 要：現代信息技術在水文領域中的應用不斷完善和發展，特別是在最近幾年之中，ann技術、3s技術與水文模型的整合研究的發展，有助于開創水文研究的新領域。本文主要通過對rs、ann、gis、gps等技術的研究，從防汛抗旱、水文預報、保護水環境生態、水土保持這四個方面，闡述了現代信息技術在水文領域的應用 

 

rs技術在水文領域中的應用分析 

 遙感技術，即rs技術廣泛應用于對旱情的檢測與評估、檢測水質、監測和評價土壤侵蝕和洪澇災害等水文領域之中，取得了明顯的經濟效益。在洪澇災害之中經常會使用遙感技術。緊急救災、災后重建和快速反應是遙感技術應用集中的主要方面。例如，我國早在80年代就利用了mss數據檢測到了三江平原的洪澇災害。之后民政局、中科院和水利部門都進行了相關的研究工作，在實踐之中取得了顯著的成效。遙感技術可以大幅度的減少洪澇災害的損失，尤其是在災后重建等當面，與其他普通手段相比具有全面性、客觀性和快捷性的優勢。遙感技術評估在災害的監測評估方面也有了顯著的發展。通過對土壤表面發射的電磁能量來測量估計土壤的濕度，再加上實測數據的支持，可以實現對旱情的遙感監測。同時還可以通過對作物的長勢、地表溫度的監測來監測旱情。通過了解不同地域的具體情況，建立針對它們的具體模型。我國目前建立在遙感技術基礎之上的監測模型包括熱慣量模型、作物缺水指數模型、植被指數模型和植被地表溫度空間模型、氣象模型、水文模型和微波模型等。使用遙感技術可以更快速和更低廉的獲取大面積土壤的水分信息。因為監測模型的簡繁程度有很大差異，所以遙感技術的使用范圍和使用精度也有不同。我國目前已經建立了初步的旱情遙感技術監測體系，在一些試點地區獲得了顯著的成效。遙感技術在水質監測之中也有很大的作用。運用遙感監測技術，可以動態的監測地表水質在時間和空間上參數的變化情況，具體表現在對濕地的評價、和測定水質參數等方面。遙感技術在水質監測方面的應用已經開始在實踐生產之中使用，隨著它在水質監測領域的地位更加重要，它的發展也不斷完善。 

 

gps技術在水文領域中的應用分析 

 全球衛星定位系統，即gps技術，具有自動化、高效率、精確度高、全天候的優點，成功應用于工程測量、航空攝影、資源勘測、地球動力學、大地測量、水文領域之中，取得巨大的社會效益和經濟效益。水利信息與空間地理位置有很大的關系，gps可以更準確的獲取水利信息的空間位置，可以運用在減災防汛和水下地形測量等方面。使用全球衛星定位技術，可以及時準確的定位災害的發生地點，尤其是在使用了無線通話功能之后，實現了雙向的通話功能，使指揮中心和災害現場能夠自由及時的對象，方便二者進行溝通，對緊急情況做出應急反應。以往在汛期來臨時，在大堤上排查險情，在發現了險情隱患之后，通過對講機向指揮部門匯報，耽誤了搶險時間，而且無法準確的描述出險情發生的位置。一旦報警系統上運用了gps技術，能夠在第一時間將災害的發生地點和災害類別傳送到指揮中心，可以對險情做出有效的反應。在運送搶險物資的車輛中，安裝gps監控系統，編碼后的汽車可以將其定位信息傳送到指揮中心，指揮中心在接受到定位信號之后，可以將移動的船只和車輛的位置在地圖上動態的顯示出來。再配合電子地圖，例如公路交通圖、水系分配圖、居民區分布圖、物資倉庫分布圖等，利用網絡的分析功能，可以將搶險物資以更快捷的方式送入受災群眾手中。而水下地形的測量在水庫、港口、碼頭和橋梁的建設之中起著很大的作用，尤其是在減災防洪的過程之中，會帶來巨大的社會效益。 

3 gis技術在水文領域中的應用分析 

 地理信息系統，即gis，是在計算機軟件和硬件系統的支持下的特定的空間信息系統，可以采集地球表層的相關地理分布數據，同時對數據進行儲存、運算、分析、管理、描述和顯示。我國目前的地理信息系統已經廣泛的使用在減災防汛、水土保持、水環境等水文領域。在減災防汛的領域之中，gis技術可以預測預報城市的積水和退水狀況、管理更新現有的排水設施情況、對排水設施進行設計和規劃。規劃城市綠地的面積和位置。分析暴雨的空間特征、對積水街道和暴雨的分布進行可視化的顯示、儲存具有分辨率高、層次多、更新頻率快的數據，并對數據進行維護和管理。地理信息系統在再請評估方面也有很大的作用，例如管理基礎背景數據、查詢空間和屬性數據、對數據進行統計、顯示和檢索。gis技術在水土保持之中的應用十分全面。主要包括判斷是否發生土壤侵蝕、土壤侵蝕的程度劃分、計算土壤侵蝕量、評價水土保持的效益、泥沙輸移的狀況、預測和模擬土壤的侵蝕過程等。在水土保持之中往往直接使用gis作為建立模型的平臺，這是與gis在其他領域的使用中最大的區別。遙感技術、地理信息技術和全球衛星定位系統，即3s技術的集成使用為空間信息的管理、分析、應用、更新、獲取和存儲等方面提供了技術支撐。使用rs技術采集圖像信息，使用gps技術提供主要的位置信息，最后使用gis使用一些技術手段，例如分析應用和圖像處理等。將這三個技術緊密的結合起來，可以提供精確的數據資料的文本資料，可以通過動態電子地圖的使用查看不同水文領域的信息，同時可以借助人工神經網絡的實施，對洪峰流量、降水等水文要素進行科學、合理的分析，為減災防汛提供科學的依據。 

 

4 ann技術在水文領域中的應用分析 

 ann技術，即人工神經網絡技術，是使用數學方法對自然神經或人腦進行模擬和抽象，是一種模仿人腦結構的信息處理系統。在水文領域，ann技術主要可以進行洪水的預報和降雨流量預報等。人工神經網絡技術具有適應能力強、計算速度快和自主學習能力強的功能。首先對輸入條件和輸出條件進行分析。輸入條件包括降雨歷時、降雨量、降雨過程、河道基流等。輸出條件包括出口段面的流量信息。輸入層、輸出層和隱層這三個部分一起構成了降雨徑流的預報模型。防洪的非工程性措施是洪水預報，做出及時的洪水預報可以幫助相關部門制定準確可行的防洪決策。ann技術在水文預報方面的作用主要通過實測資料，使用神經元的模擬關系，模擬影響洪水的其他因素和洪水之間的關系。 

 

5 結語 

 總之，現代化的信息技術支持可以促進水文信息化建設，本文講述的rs技術、gis技術、gps技術和ann技術都在水文領域之中得到了廣泛的使用。隨著社會主義現代化進程的不斷加快，國家過度重視信息的基礎設施建設，使水文技術和現代信息技術共同發展。 

 

參考資料： 

[1] 陳潔.遙感和水問題 [m]．北京：人民水利水電出版社，2005，40，47． 

篇7

關鍵詞：測繪技術；礦山測量；應用

礦山測量主要服務于礦山的勘探、設計、開發、生產運營等各個階段，礦山測量的水平和質量，對指導礦山開發工作具有十分重要的作用。為此，礦山測量工作要根據實際情況，選擇合適的測量技術進行測量，逐漸促進新技術在礦山測量中的應用，以適應市場經濟體制和礦山體制改革的需要，提高礦山測量的科學性和有效性。

一、全球定位系統在礦區測量中的運用

我國大部分礦區都在山區，林木茂密，測量條件極差，傳統的礦區測量技術需要投入較大的人力和物力資源，現階段采用通過使用靜態的GPS控制網進行礦區的測量。為了保證檢測結果的準確性，在選擇靜態GPS控制點時要注意三方面問題，首先，為了避免檢測信號受到干擾，影響測量結果的準確性，GPS的控制點應該遠離大功率無線電發射源和高壓輸電線路；其次，GPS的布點應該盡量靠近礦體或者坑口，相互同視的GPS控制點應該至少布置兩個，對周邊的露頭定位盡量使用全站儀引測導線點加密控制；最后，GPS的控制點選點應該先在坑內灌注混凝土，另外，為了提高測量精度，保證全網整體平差，GPS控制網應該采用三角網鎖連接方式。全球定位系統觀測所得數據可以直接使用主機軟件進行自動記錄，并在計算機上進行相應的基線解算和平差，提高了數據處理的精確性和效率。

在礦山測量中經常使用GPS-RTK技術，RTK技術可以實時提供觀測地點的三維坐標，提高測量的精確度，由于RTK技術具有自動化程度高、定位精度高、作業效率高、測繪功能高等特點，研究人員將GPS技術與RTK技術有效的結合起來，極大的滿足了礦山各種比例尺的測繪要求，保證礦山測量人員可以精確的進行礦山測量，同時及時將數據進行存儲，有效的提高了礦山測量的工作效率。

二、遙感技術在礦山測量中的使用

遙感技術在礦山測量中的使用時間較長，現階段被廣泛使用在找礦、煤層頂板研究以及礦區地質條件研究中，航空遙感資料可以作為礦區地形圖測繪的資料來完成，作業人員可以通過相片的校正、野外調繪以及目視判讀等工作進行地形圖的測繪。相比傳統的測繪技術，遙感技術的制圖速度更快，而且測量的精度更高，成本較低，通過這種測量技術，可以實時了解礦區的動態信息，監測礦區的環境。在礦山測量工作中要遙感技術的應用可以分為以下幾方面，首先，使用成孔雷達干涉測量技術，這種測量技術是通過雷達信號的相位信息獲取三維信息，可以對觀測地面的高程變化以及地表信息變化進行準確的了解，科學預測礦區的地表沉降狀況，為礦山測量人員進一步測量工作提供重要的地表信息；其次，伴隨遙感技術的不斷發展，礦山測量人員開始使用遙感技術對礦山的地形圖測繪，通過這種技術，可以有效的提取采礦坍塌部位的有效信息，考察礦區的自然災害，調查礦區的土地資源以及礦山的生態環境。

三、全站儀在礦山測量中的應用

全站儀是目前應用前途最廣泛的測量技術，是由光學技術和電子技術相集合的光電測量儀器，智能化的全站儀是集電、磁、光、機的科研成果，集測角、測距于一體的先進儀器，具有測距儀和經緯儀的優點，而且用數字形式提供檢測結果，性能穩定、操作簡單，在礦山測量中被廣泛使用，例如地形測量、地面控制測量、井下測量和工程測量等都可以使用全站儀進行。全站儀測量技術可以直接通過計算機技術建立礦山三維數據自動采集處理的數據處理系統，進行數據的整理、加工和存儲，而傳統礦山測量技術需要使用手工錄入、人工計算，為此，采用全站儀作為測量技術，一方面減少了礦山測量人員的工作量，另一方面也提高了礦山測量數據的準確性。

四、數字測圖技術在礦山測量中的使用

數字測圖主要包括現場數字測圖和原圖數字化兩種方法，我國主要使用AutoCAD進行數字測圖，AutoCAD主要應用在礦山測量的內業工作中，主要負責把礦山外業作業采集的數據進行精確的計算之后，經過AutoCAD在圖紙中顯現出來，并標明測量點和線之間的距離，線與線之間的夾角，最后進行繪圖，根據顯示的導線點與其他點或者線之間的距離巷道的長度繪制礦山的巷道。使用數字化測圖技術在很大程度上降低了礦山測量人員的工作強度，提高了數據處理的效率，保證了繪圖的準確性。

五、地理信息系統在礦山測量中的使用

地理信息系統在礦山測量中的使用分為三方面，首先，礦山的測量人員可以充分利用地理信息系統的數據管理功能，有效的將各種異原數據進行聚集，創建多源數據找礦模型，為實際工作提供準確的數據參考；其次，測量人員可以利用地理信息系統中的三維地學模擬技術，創建三維礦山，精確礦體的范圍，圈定地下的地質體，保證科學指導礦山的開發和生產；最后，礦山管理工作一般會涉及多個方面，諸如礦山設計、開采；沉降監測；巷道開挖以及環境評價等等，礦山的測量人員應充分使用地理信息系統的信息管理功能，創建信息管理系統，給礦山管理的各個環節提供有效的參考，充分發揮地理信息系統的作用，提高礦山管理工作的有效性和科學性。

目前，礦山測量中使用的新技術主要有全球定位系統、數字測圖、遙感技術、地理信息系統等，這些新型測量技術的應用，一方面提高了礦山測量的工作效率，另一方面增強了礦山測量的精確度，對提高礦山測量的質量發揮了重要作用。

結語：

測量技術的不斷發展進步，促進了礦山測量的發展和進步，基于新型測繪技術的礦山測量，逐漸形成了集數據采集、處理、輸入、輸出、分析于一體的技術系統，為礦區的開發積累豐富的基礎性材料，保證礦山開采的科學性，促進礦區開發的可持續性發展。

參考文獻：

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篇8

關鍵詞：無線傳感器網絡

中圖分類號：TP399文獻標識碼：A文章編號：1007-9599 (2012) 03-0000-02

The Development of Wireless Sensor Networks and Its Application in Precision Agriculture

Pei Fang,Zhang Jie

(Hunan Mechanical&Electrical Polytechnic,Changsha410073,China)

Abstract:Wireless sensor networks have developed rapidly.Wireless sensor networks in real-time monitoring,perception,acquisition and processing of a variety of monitoring object information,has become one of the most cutting-edge scientific research topics.The article introduces the concept of wireless sensor networks,structure,characteristics and research focus and key technologies.

Keywords:Wireless sensor networks

隨著微電子和微系統（MEMS）、無線通信、信號處理這三個技術領域近年來的飛速發展，一個新的研究領域成為國內外關注的熱點，這就是基于大量具有通信功能的微型無線傳感器構造的無線傳感器網絡WSN(Wireless Sensor Networks).WSN具有極其廣泛的應用，如感知戰場狀態（軍事應用）、環境監控（如氣候、地理、污染變化的監控）、物理安全（如建筑和結構的）監控、城市道路交通監控、安全場所的視頻監控。

一、無線傳感器網絡的國外發展狀況

無線傳感器引起了世界各國軍事部門、工業界和學術界的極大關注。美國軍方有包括C4KISR計劃、Smart Sensor Web、靈巧傳感器網絡通信、無人值守地面傳感器群、傳感器組網系統、網狀傳感器系統CEC等都是關于無線傳感器網絡的研究。國際學術界和研究機構對無線傳感器網絡做了大量的研究課題。

（一）國際學術界對WSN的關注―專利

IEEE Journal on Selected Areas in Communications

(2004，VOL.22，NO.6，2005，VOL.23，NO.4，2006，VOL.24，NO.2)

Proceedings of The IEEE(2003，Vol.91，NO.8)

IEEE Wireless Communications(December 2004)

IEEE Signal Processing Magazine(2006，VOL.23，NO.4)

（二）WSN相關的國際會議

Wireless Communications and Networking Conference

Wireless Communications，Networking and Mobile Computing

ISCIT

ICASSP

ISSCS

（三）2004年在美國國際自然科學基金、國家健康協會的資助下，哈佛大學啟動了CodeBule平臺研究計劃，目的是把無線傳感器網絡技術應用于醫療事業領域，包括醫療救急、災害事故的快速反應、病人康復護理等方面。

（四）2003年INTEL公司在Berkeley大學的研究中心啟動了關于WSN方面的研究計劃，內容如下：

異構傳感器網絡，測量各種異構傳感器網絡的性能，研究嵌入式處理在異構網絡中的應用。

Mote計劃，開發下一代的自組織WSN節點，設計出更強處理能力、更大存儲容量、更高帶寬和可靠頻射能力的節點。

TASK計劃，研發Tiny Application Sensor Kit(TASK)，為一般用戶快速開發和部署自己的WSN應用，提供簡單實用的開發套件。

（五）美國Dust Networks和Crossbow Technologies等公司研究的“智能塵埃、Mote”已進入應用測試。在英國、日本、意大利等國家，已經開展了該領域的研究工作。

我國也開展了這一領域的研究工作，具體內容包括無線傳感器結點的硬件設計、操作系統、網絡路由技術、節能技術、覆蓋控制技術等。目前正處于研究和開發階段，這是一個很有意義的課題，是從理論到實踐都需要大量研究的課題。

二、無線傳感器網絡的結構特點

無線傳感器網絡的結構如圖1所示：

圖1 無線傳感器網絡節點結構模塊

WSN有兩種組網結構：

平面拓撲結構。如圖2所示。有的網絡節點處于相同的平等地位，不存在任何的等級和層次差異，所以被稱為對等式結構。

邏輯分層結構。如圖3所示。網絡節點按照某種規則（如地理位置、應用需求）分成各個簇，每個簇由簇頭和成員節點構成。

圖2 平面拓撲結構

圖3 邏輯分層結構

三、無線傳感器網絡在精準農業的應用

精準農業是非常好的應用大規模互聯網傳感器一個應用方向。比如說美國的國家環境預測中心等等，都在為利用遙感技術為農業信息化做貢獻。英特爾在美國做了一個無線葡萄園，利用傳感器節點檢測土壤的信息，日本開展研究田間檢測服務器，如何提供自動化農業產品的生產檢測與田間信息收集手段。這里面核心問題就是可能大量用遙感和地面信息感知。

利用WSN空間遙感，為什么把這兩個東西結合起來，傳統空間搖桿有一個局限性，它的分辨率低，就是說要檢測一個溫度、濕度，希望顆粒度比較細，但是衛星做不到那么細，那么這是第一個問題。第二傳統配合衛星，遙感來解決它的分辨率低這樣一種問題的方法就是用人在去提取一些地面的準確的信息，對遙感數據進行校正，這樣做法也有局限人去做。首先活動范圍有限，然后你時間又不連續，成本很高。

那么，我們提出地面和空間的遙感數據結合，就是要用地面的傳感器網絡獲取信息，大量連續的信息和空間信息結合起來，進行聯合繁衍，最后獲取信息第一精度高，第二顆粒度、細粒度非常好。我們要做的這個工作包括這樣一些事情，地面數據和遙感數據進行耦合，進行數據融合，然后要做一個地面觀測系統，在IPv6網絡作地面觀測系統。第三要獲取精確景區農田環境的信息，然后把這個系統應用到一個范圍里面去。

那么核心問題做一個傳感器節點，這個節點是專用節點，還要加不同傳感器，或者一些不同特性加進去。這個節點有一些防熱的問題，還有散熱的問題，防盜等等這樣的問題，它是多傳感器土壤問題，濕度傳感等等情況。為了提高它的增加控制時間壽命，可能在這種情況下加一個太陽能電池，就算沒有我們希望通過軟件控制，使節點通過時間可能半年以上它有一個作物季節，可以連續工作。

中央處理器部分可以做一個的嵌入式系統。到一個農田里有用兩種方式部署，一個是密集，一個是稀疏，為了降低成本在密集方式我們部署是一種傳感器節點，范圍不是很大，但是節點密度很大，稀疏方式整個大面積我們要部署傳感器節點，通過GPRS手段，把數據傳到CNGI上來，通過處理出來結果就會提供給農業部門。進行早期的估產，進行施肥加水，施放農業的決策依據。

那么，無線傳感器的數據處理，這是一個網絡上面一個問題，就是傳感器數據如果采集到以后我們是N次數據是一一往上傳是有問題，這樣大大降低整個網絡生命周期，要進行本地壓縮，會聚融合傳上來，要進行預處理。那么我們剛才提到數據融合算法，要密切的滿足無線傳感器網絡特點，包括數量，分布密度，拓撲結構，能量約束，技術能力約束，存儲空間約束等等。對無線傳感器網絡很重要就是它的生命期，如果太短的話，WSN是沒有意義。還有遙感系推獲取系統是來自衛星的數據，地面獲取，數據庫建設，數據庫融合的問題。那么有一系列難點，比如說作物生長遙感指標，剛才說這個網絡部署密集部署說起來很簡單做起來是非常難，傳感器目前是沒有結構的，是沒有路由器，是用組網，組網有一些非常復雜的問題，做不好這個傳感器網絡兩天就死掉。所以要一種算法，包括路由，應用盡可能提高生命周期，這是一個很大的問題，尤其是大規模的應用的。

第三個問題就是耦合模型，怎么進行耦合。那么，未來這樣一個系統，它要從檢測，到反過來進行控制，精準農業控制，通過檢測發現現在需要水，不需要內供澆水，可以通過人工智能澆灌系統等等

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【關鍵詞】水文學；現代信息技術；遙感技術；GPS技術

水文學是地球科學中的一項重要組成部分，是以研究地球上水系統變化規律為主的一門新學科，尤其是水文科學的進步直接關系到水力發電行業的發展。水文學在工作研究領域中主要是以水的起源、存在、循環、分布以及相應的運動變化規律進行深入分析，并利用這些規律來為人類社會發展服務。現代社會與高新技術的迅速發展，促使了水文學研究發生了翻天覆地的變革。尤其是近年來，計算機技術、信息技術、衛星技術的不斷發展與應用，為現代水文研究技術和理論的改革與創新奠定了堅實的技術基礎，也為水力發電行業提供了強大的技術支持。

1、RS技術在水文領域中的應用分析

1.1RS技術概念

RS技術即遙感技術，是與上個世紀六十年隨著近代物理學、計算機技術和空間技術的發展而產生的一門綜合性新的探測技術。在探測工作中，它是通過一種非直接接觸的方法對遠距離的目標性質和運行規律進行探測的技術。遙感技術通常由遙感平臺，遙感介質、傳感器和數據處理中心五部分組成。

1.2遙感技術在水文領域的應用

遙感技術隨著社會的發展越來越廣泛的應用在旱情評估與檢測之中，同時在評價土壤侵蝕和洪水產生的原因方面也取得了較為顯著的成果。在洪水災害中，經常使用遙感技術來對洪水的影響和損害進行評估，以便緊急救災和災后重建工作的順利進行。

在洪水災害的檢測中，遙感技術可以對災后重建和評測具體的損失情況起著著全面、客觀、科學、準確的作用。在現階段的社會發展中，遙感技術在災害監測評估方面取得了較大的發展，同時其對于干旱預測方面也取得了一定的成績。一般而言，遙感技術通過土壤表面發出的電磁能量的測量來進行土壤濕度的評估，再加上相關數據的統計與分析，進而實現干旱監測的作用。而且，還可以在工作中通過對土壤表面植物的生長情況、地面的溫度情況來監測旱情的產生規律。通過了解不同地域的相關情況，建立一個能夠滿足植物作物彼此之間的生長優勢和協調生長模式。在工作中，根據具體的相關情況建立出一項系統全面的遙感技術體系和管理控制流程。

在水文領域的研究中采用遙感技術不但能夠更快地獲得了大面積的土壤濕度信息，而且能夠快速準確的分辨出土壤中水含量的分布規律，因為監測模型的構成方式和簡化程度之中存在著差異，因此對于不同范圍和精度的遙感技術也不盡相同。在目前的社會之中，我國目前已經建立了初步的旱情遙感技術監測體系，在一些試點地區獲得了顯著的成效。遙感技術在水質監測之中也有很大的作用。運用遙感監測技術，可以動態的監測地表水質在時間和空間上參數的變化情況，具體表現在對濕地的評價、和測定水質參數等方面。遙感技術在水質監測方面的應用已經開始在實踐生產之中使用，隨著它在水質監測領域的地位更加重要，它的發展也不斷完善。

2、GPS技術在水文領域中的應用分析

全球衛星定位系統，即GPS技術，具有自動化、高效率、精確度高、全天候的優點，成功應用于工程測量、航空攝影、資源勘測、地球動力學、大地測量、水文領域之中，取得巨大的社會效益和經濟效益。水利信息與空間地理位置有很大的關系，GPS可以更準確的獲取水利信息的空間位置，可以運用在減災防汛和水下地形測量等方面。使用全球衛星定位技術，可以及時準確的定位災害的發生地點，尤其是在使用了無線通話功能之后，實現了雙向的通話功能，使指揮中心和災害現場能夠自由及時的對象，方便二者進行溝通，對緊急情況做出應急反應。以往在汛期來臨時，在大堤上排查險情，在發現了險情隱患之后，通過對講機向指揮部門匯報，耽誤了搶險時間，而且無法準確的描述出險情發生的位置。

3、現代化信息技術在水利水電中的應用

隨著信息技術的發展，計算機作為一種新的工具，已經對社會產生了巨大的影響。新的工具產生新的方法，計算機輔助工程項目管理已經成為一種先進、可行的新方法。利用計算機網絡系統，可以大大提高信息溝通和數據采集的效率，可以把大量紛雜的信息進行有序的組織。新的工具也帶來了新的思想。建立在計算機網絡世界基礎上的過程重建、學習型組織、知識管理等新思想紛紛被應用到實踐中。

自20世紀90年代以來，我國水電行業進入了快速發展的機遇期，隨著市場經濟體制改革的不斷深化，我國的水電行業投資體制也發生了根本性的變革。水電工程的建設管理亦由原來的計劃經濟管理模式逐步經歷了項目招投標制、工程監理制和業主負責制，以及大型非電力集團企業跨行業參與水電工程建設，發展到現在的項目管理模式，說明了拉鋸式的超長期施工已不滿足我國電力需求增長的需要，不考慮投入產出比，低效率的管理方式，已不適應現代企業發展的要求。對于水電工程中的機電工程項目，往往都是投資巨大，子項目眾多，施工工藝復雜，施工高峰期人數近千人，工程承包單位幾十家，各類物資、材料、設備供應商數十家，主要工序上萬條，面對如此復雜的資源配置、復雜的施工工序和嚴格的工期要求，如何使建設各方密切配合、運籌帷幄、科學組織、有效協調，作好機電工程項目的控制管理工作，傳統的管理已經不能滿足要求，這時必須應用先進的信息技術輔助管理。

項目管理是近年來國際上興起的一門新興專業學科和技術。隨著項目，尤其是較大型的建設工程項目的啟動、規劃、實施等項目生命周期的展開，與項目有關的合同、圖紙、報告、文件、照片、音像、模型等各種各類紙介質和非紙介質信息會層出不窮地產生，對項目信息的管理變得越來越重要。項目信息管理的效率和成本將直接影響項目管理其他環節的工作效率、質量和成本。很顯然信息處理始終貫穿著項目管理的全過程。如何高效、有序、規范地對項目全過程的紙介質信息資源進行管理，是現代項目管理的重要環節。隨著互聯網Internet、多媒體數據庫MMDB及電子商務EC等以計算機和通信技術為核心的現代信息管理科技的迅猛發展，又為項目（特別是大型建設工程項目）信息管理系統的規劃、設計和實施提供了全新的信息管理理念、技術支撐平臺和全面解決方案。由此導入了項目信息化管理的全新觀念。

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關鍵詞:無人機系統；快速測繪；分析

Abstract: Combined with the actual, this paper introduces the concept of the UAV system fast mapping, and analyzes the specific operating processes and advantages and disadvantages, for your reference.

Key words: UAV system; fast mapping; analysis

中圖分類號:TP79文獻標識碼： A文章編號：2095-2104（2012）

近年來,隨著經濟建設的快速發展,地表形態發生著劇烈變化,迫切需要實現地理空間數據的快速獲取與實時更新。航空攝影是快速獲取地理信息的重要技術手段,是測制和更新國家地形圖以及地理信息數據庫的重要資料源,在空間信息的獲取與更新中起著不可替代的作用。應實時化測繪的需求,無人機航攝近年來發展迅猛,隨著無人機與數碼相機技術的出現與發展,基于無人機平臺的數字航攝技術已顯示出其獨特的優勢,在應急數據獲取與小區域低空測繪方面有著廣闊的應用前景。無人飛行器與航空攝影測量相結合,成為航空對地觀測的新遙感平臺被引入測繪行業,加上數碼相機的引入,就使得“無人機數字低空遙感”成為航空遙感領域的一個嶄新發展方向?！盁o人機數字低空遙感”有低成本、快捷、靈活機動等顯著特點,可成為衛星遙感和有人機遙感的有效補充手段。本文主要論述了無人機數字航攝系統的性能與特點以及利用其實施的低空攝影測量試驗,通過試驗論證了該系統的可行性與優勢。

1、“無人機低空遙感”系統簡介及發展狀況

無人飛行器遙感技術有其他遙感技術不可替代的優點,可成為衛星遙感和有人機遙感的有效補充手段,該技術主要涉及飛機平臺、測控及信息傳輸、傳感器、遙感空基交互控制、地面實驗/處理/加工、以及綜合保障等相關技術領域。我國無人飛行器航空遙感技術的進步不僅表現在無人飛行器的研制,還表現在正好適用于航空遙感的飛行控制系統、遙感通訊系統的研制,更表現為輕小型化傳感器及其數據處理系統相匹配的航空遙感系統集成,最終形成可執行航空遙感任務的業務系統。

目前,我國已有多家科研機構和公司研制出輕小型無人機遙感系統(固定翼無人機和無人直升機低空遙感系統)。目前比較適用的低空遙感無人機,一般任務載重10kg～20kg,安裝1～4個面陣數碼相機,適宜獲取0.05m～0.50m分辨率的光學彩色影像。機上安裝GPS和輕小型穩定平臺,因此可以支持全自動空中三角測量,實現稀少地面控制點的高精度測量。

“無人機低空遙感”系統組成

本文論述的無人機數字航攝系統是自主產權的“華鷹”無人機數字航攝系統,該系統是是基于固定翼飛行平臺的現代化城鎮空間數據采集系統,系統見圖1所示。該系統采用具備姿態、速度和高度精確控制與數據記錄，以GPS導航為基礎的自動駕駛儀，搭配千萬像素級135型全畫幅單反數碼相機和姿態穩定云臺，可快速獲取1:2000大比例尺真彩色航空影像。

該系統的無人機重20kg,長2.1m,翼展2.6m,它采用一臺空活塞發動機推進,巡航速度110km/h,升限達到海拔3500m,續航時間3小時。該系統采用了先進的GPS導航自主飛行,航線全自動規劃,飛行航跡、高度和姿態高精度自動控制等一系列先進技術,具備了良好的飛行性能,只需要一條100m長的跑道,周圍沒有突出的障礙物,無人機就可以自主起降,如果采用遙控起降方式,則只需要二三十米長的跑道。起飛后,盤旋一圈,檢驗飛行狀態,就可以按照預先設定的航線,自動飛往預定目標執行任務。它主要包括：

2.1空中部分:云臺(含穩定平臺)、數碼相機、執行部分、自動控制設備、差分GPS、攝像機、通訊設備。

2.2地面部分:地面GPS、手控設備、編碼器、計算機、通訊設備。

該系統通過無線鏈路方式連接連接地面與空中設備。

圖1

“無人機低空遙感”系統控制指標

通過各項技術控制,該系統的航攝質量所達到的如下:

3.1 航向重疊度:55%～80%可調,最大可設置為80%,重疊度平均差:≤±4%

3.2 旁向重疊度:25%～50%可調,最大可設置為90%,重疊度平均差:≤±4%

3.3 橫滾、俯仰角:≤1.5°;旋偏角:≤3°

3.4 航攝高度穩定能力:≤±5m;

3.5航線偏差:≤±3m;

3.6 1km航線彎曲度:≤0.5%

無人機航攝系統技術流程

數字航攝作業與傳統膠片航攝相比,影像無需沖洗和掃描,作業步驟減少了許多,這樣可以大大縮短測繪產品生產周期,采用本文論文的無人機數字航攝系統進行作業的具體數字航測作業流程見圖2所示。

圖2

4.1資料收集及技術設計

首先，應充分收集測區現有資料，主要包括：1:10000地形圖、高等級控制點情況、測區地形、相對高度、植被分布、天氣狀況情況。

4.2 航線及測區劃分

根據本測區地形及成圖比例尺等因素情況確定本次飛行的航高，確保無人機在安全的高度上飛行?？紤]成圖精度等因素，如果測區的相對高差較大，還需根據海拔高度分片區進行?？紤]地形分布情況，確定航攝時的具體飛行路線。

4.3外業航空攝影

掌握天氣動態，選擇最有利的外部條件，盡量減少外部覆蓋物（積雪、植被）對攝影與測圖的不良影響。航攝方向一般均為東西方向，可減弱日照方面的影響。選擇航攝時間既要考慮充足的光照度，又要避免過大的陰影。

4.4像控布設及像控點聯測

一般采用區域法布設像控點，布設方式成格網狀，格網點附近即是像控點的采集區域。在測區及地形變換處應布設平高點。

4.5內業空三加密

無人機所獲取的航片有“像幅小，影像畸變大，旋偏角和翻滾角大”等特點，內業計算量非常大。該系統采用的空三加密模塊和平差模塊可快速并行處理海量數據，能夠快速高效地生成大量高精度、高強度的模型連接點，獲得高精度的空三加密結果，滿足成圖要求。

4.6 立體測圖

采用現代數字攝影測量軟件可自動進行以下工作，如：內業立體判測、模型連接等工作。并具備自動、最優地切換立體模型，無需生成核線影像。極大地減輕了測繪人員工作勞動強度，非常適合無人機航攝成圖。

另一方面，由于無人機有其獨有的特點，如：像元分辨率低（只有DMC的一半左右），內業判讀困難，因此，在實際生產作業中我們應該適當增加大人工干預的力度。尤其要注意對于難于判斷其是的點狀地物。如：電桿、水塔或煙囪等的判讀。

4.7 外業補測及調繪

如果在航攝過程中存在植被遮蓋及陰影無法進行立體測圖則可采用常規測量方式進行外業調繪及補測。

（略）