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矿区生态如何监测 无人机遥感技术显神通

时间:2020-8-27 17:14:32编辑:未知来源:互联网栏目:科普名词点击数(0)已有0人评论 加入收藏

  “峰峰矿区环保局成立无人机监察领导小组,进行全区违规企业、环境污染等环境综合监察执法”,“福建泉州市永春县启动无人机航拍巡查,查询天湖山矿区井口500多个”, “河南省禹州市自然资源和规划局利用无人机航测技术,对700余平凡千米区域进行矿区现状航测”……

  无人机遥感系统

  无人机驾驶机器简称无人机(unmanned aerial vehicle,UAV),是通过无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机,是信息时代的高新技术产物。作为无人机发展的引领产物,无人机遥感(unmanned aerial vehicle remote sensing, UAVRS)技术是以无人机为遥感平台,集成小型传感器及辅助设备,形成的具有高灵活性、高时效性的数据采集系统。它将无人驾驶飞行技术、传感器技术、通讯传输技术、导航定位技术等有效结合,已经成为了国土资源测绘、生态监测、精准农业的高效应用技术。

  (图片来源https://www.itweb.co.za/content/RgeVDvPobbVqKJN3)

  针对不同的应用目的,操作人员搭载不同的传感器诸如光学相机、成像光谱相机、热红外相机和机载雷达等,能够实现不同种类的数据快速获取。同时,无需过多专业基础知识,工作人员便能够通过数据处理软件,如Pix4Dmapper、PhotoScan、Smart3D等,实现数据的快速、自动化处理。

  无人机遥感 “走进”矿区

  随着无人机遥感应用的深入和扩展,使其已经活跃于诸多行业中,成为了科学研究的热点。自动化程度高、操作简单、工作效率高的优势使其成为矿区的‘新宠’。科学研究表明,在地形测绘、三维建模、生态环境监测、矿区地质灾害预警上,无人机遥感都表现出了巨大潜力。目前,以无人机搭载光学相机的应用最为广泛。通过地理位置校正,利用无人机能够在几个小时内获取厘米级的地形和三维模型,这与传统的测量方式相比,节省了大量人力物力。

  (图片来源http://ukutech.com/applications-drones-mining)

  此外,获得的高分辨率的正射影像能够对矿区土地利用类型、地表裂缝、违建厂房等实现精准识别。同时,成像光谱相机和热红外相机也出现在矿区生态环境研究中。利用光谱相机的获取矿区的丰富光谱信息能够对矿区进行绿度提取、复垦效果验收,利用热红外相机进行煤火探测、温度异常提取等。

  未来,无人机遥感在矿区的路会走多远?

  当前,持有无人机遥感系统的产业基地、科研院所数量正在逐渐增大,与无人机遥感相关的科学研究、具体应用也在呈爆发式增长。无人机的性能(高荷载、长续航、完善的避障功能)、价格体系(消费式无人机的涌现)、功能(如配备RTK系统的无人机的出现,能够减小地面布设控制点的繁琐工作量)都在逐步提高,搭配的传感器也在朝着集成化、小型化、高性能发展。

  但是,相比于其他领域而言,无人机遥感在矿区的应用仍然处于初级阶段。浙江大学研究员肖武利用文献统计软件分析表明无人机在矿区的应用在2015-2018年仅有40篇文献记录被web of science核心数据库检索。对于小型矿区而言,无人机遥感仍然算是一个“黑科技”,侧重于科学研究层面而缺少广泛的实际应用。然而,它是否能够像GNSS技术开启土地调查新时代一样普遍应用于矿区,这仍然值得引入思考。

  参考阅读:

  1.汤伏全,芦家欣,韦书平,等.基于无人机LiDAR的榆神矿区采煤沉陷建模方法改进[J].煤炭学报,2020.45(7):2655-2666.

  2.宫传刚,卞正富,卞和方,等.基于无人机与植被指数的排土场DEM模型构建关键技术[J].煤炭学报,2019.44(12):3849-3858.

  3.胡晓,李新举.基于无人机的高潜水位煤矿区沉陷耕地提取方法比较[J].煤炭学报,2019.44(11):3547-3555.

  4.肖武,陈佳乐,赵艳玲,胡振琪,吕雪娇,张硕.利用无人机遥感反演高潜水位矿区沉陷地玉米叶绿素含量[J].煤炭学报,2019.44(01):295-306.

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