無(wú)人機(jī)在河流環(huán)境調(diào)查中的應(yīng)用

1、無(wú)人機(jī)在河流環(huán)境調(diào)查中的應(yīng)用 在環(huán)境調(diào)查中，對(duì)地理信息的需求通常有如下困難：大面積觀測(cè)、多時(shí)相觀測(cè)、復(fù)雜區(qū)域觀測(cè)、所需數(shù)據(jù)成果的多樣性。而無(wú)人機(jī)低空攝影測(cè)量技術(shù)的興起， 為環(huán)境調(diào)查尤其是長(zhǎng)度較長(zhǎng)、區(qū)域復(fù)雜的河流環(huán)境調(diào)查提供了極大的便利。1 無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量系統(tǒng)簡(jiǎn)介無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量系統(tǒng)是由無(wú)人機(jī)技術(shù)、遙感與測(cè)量技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等共同發(fā)展而融合的新技術(shù)，通常由硬件（包括無(wú)人機(jī)、相機(jī)、計(jì)算機(jī)等）、軟件（地面站控制軟件、相片處理軟件、影像應(yīng)用軟件等）和售后服務(wù)團(tuán)隊(duì)組成。無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量相對(duì)于常規(guī)測(cè)量具有如下的優(yōu)勢(shì)：1） 機(jī)動(dòng)性、靈活性、安全性。無(wú)人機(jī)復(fù)雜條件起降、飛行、危險(xiǎn)惡劣環(huán)境下（森林火災(zāi)、

2、火山爆發(fā)等）直接獲取影像。2） 低成本獲取數(shù)據(jù)。無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)的購(gòu)置、運(yùn)行成本都大大低于衛(wèi)星和載人飛機(jī)， 其對(duì)場(chǎng)地和人員的技術(shù)要求也比載人飛機(jī)低，且日常維護(hù)簡(jiǎn)單，使遙感數(shù)據(jù)的獲取成本大大降低。地面分辨率傳感器飛行高度單張照片覆蓋范圍10cmCanon IXUS 125 HS330m472m x 354mSony NEX-5R320m499 mx 332mSony RX1R580m592 mx 396 m3） 大面積觀測(cè)。無(wú)人機(jī)觀測(cè)的面積和多個(gè)因素相關(guān)，例如相機(jī)、需求的分辨率、飛行高度、飛行時(shí)間。以下是在 10cm 的分辨率下，不同傳感器的飛行高度以及單張照片的覆蓋面積。4） 復(fù)雜區(qū)域觀測(cè)。對(duì)于

3、一些復(fù)雜區(qū)域例如河流、灘涂等常規(guī)測(cè)繪工具難以進(jìn)入的區(qū)域 ，無(wú)人機(jī)測(cè)繪具有巨大優(yōu)勢(shì)。5） 分辨率高、多角度。低空多角度拍攝，直接獲取地面紋理信息，有效避免衛(wèi)星遙感和普通航空攝影測(cè)量建筑物遮擋問(wèn)題。空間分辨率能達(dá)到分米甚至厘米級(jí)，可用于構(gòu)建精確的數(shù)字模型和三維立體景觀圖。6） 成果豐富。無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量系統(tǒng)能夠提供豐富的測(cè)量成果，如點(diǎn)云、DEM、DSM 、 DOM，甚至三維模型。正射影像圖(DOM)數(shù)字高程模型(DEM)彩色點(diǎn)云及三維模型2 無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量一般工作流程通常無(wú)人機(jī)測(cè)量的工作流程有以下幾步：航線規(guī)劃、控制點(diǎn)布設(shè)（如果需要）、無(wú)人機(jī)野外航測(cè)、像控點(diǎn)采集（如果需要）、相片獲取、數(shù)據(jù)處

4、理、數(shù)據(jù)應(yīng)用等。3 無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量在河流環(huán)境調(diào)查中的應(yīng)用案例3.1 澗河流域環(huán)境調(diào)查澗河發(fā)源于河南陜縣觀音堂，全長(zhǎng) 104 公里，流域面積 1430 平方公里，于洛陽(yáng)市區(qū)瞿家屯流入洛河。該河兩岸分布著多家企業(yè)和眾多的居民地，排污嚴(yán)重。應(yīng)鄭州大學(xué)環(huán)境技術(shù)咨詢工程公司所托，利用無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)，獲取基礎(chǔ)的地理信息數(shù)據(jù)。本次調(diào)查所用無(wú)人機(jī)為飛梭 TEZ 復(fù)合材料版無(wú)人機(jī)。經(jīng)過(guò)處理，獲取的成果有 10cm 分辨率的 DOM、點(diǎn)云等。從高分辨率的正射影像上，我們可以宏觀且清晰的觀察河流得到水質(zhì)、沿岸的排污企業(yè)、甚至排污口。水質(zhì)觀察河流沿岸的排污企業(yè)排污口將正射影像導(dǎo)入到谷歌地球，可以清晰地看出

5、，無(wú)人機(jī)獲取的正射影像跟原谷歌影像完美“擬合”，這樣能查看排污口在地球上的絕對(duì)位置，方便工作人員實(shí)地查找。排污口在地球上的絕對(duì)位置3.2 淮河信陽(yáng)段采砂現(xiàn)狀調(diào)查淮河信陽(yáng)段有著豐富的河砂資源，對(duì)河砂的大量攫取，對(duì)河床和河流環(huán)境造成了巨大的破壞。該次調(diào)查利用飛梭 TEZ 無(wú)人機(jī)，搭載 sony A5100 相機(jī)獲取影像，經(jīng)過(guò)處理，得到分辨率 20cm 的正射影像，從影像上，我們可以清楚地看到采砂船和被破壞的河床。采砂船破敗不堪的河床3.3 山東大汶河環(huán)境調(diào)查大汶河發(fā)源于山東旋崮山北麓沂源縣境內(nèi)，匯泰山山脈、蒙山支脈諸水，自東向西流經(jīng)萊蕪、新泰、泰安、肥城、寧陽(yáng)、汶上、東平等縣、市1 ，匯注東平湖，出陳山口后入黃河。干流河道長(zhǎng) 239 公里，流域面積 9098 平方公里。習(xí)慣上東平縣馬口以上稱大汶河，干流長(zhǎng) 209 公里，流域面積 8633 平方公里泰安大汶口以上為上游，大汶口至東平縣戴村壩為中游，戴村壩以下為下游，為大清河。東平縣馬口以下稱東平湖區(qū)，流域面積（不包括新湖區(qū)）465 平方公里。本次調(diào)查范圍自上游萊蕪市鋼城區(qū)顏莊鎮(zhèn)段至泰安市東平縣戴村壩，共約 140km，所用無(wú)人機(jī)型號(hào)為飛梭 T