一种基于无人机的多传感器环境监测平台
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作者:叶芃铖
摘要：文章针对目前基于无人机的多传感器环境监测平台存在的一些问题，提出一系列的解决方案，使得我国的环境监测平台能够得到进一步的发展。
关键词：无人机;传感器;环境监测
中图分类号：X85 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2019）09-0-01
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.09.095
A multi-sensor environment monitoring platform based on UAV
Ye Pengcheng
（Shanggao County Environmental Protection Bureau，Yichun Jiangxi 336400，China）
Abstract：In view of some problems existing in the current multi-sensor environmental monitoring platform based on drones， this paper proposes a series of solutions， which enables China's environmental monitoring platform to be further developed.
Key words：UAV;Sensor;Environmental monitoring
1 无人机的概述
使用无人机能够在一些人无法到达的区域进行航拍，运用一些复杂的遥感设备来记录数据，这种记录方法是以无人驾驶飞机为主要航空母舰。通过遥控技术和遥感技术同时传输图像。地面人员对这些信息进行调查和监测，主要使用自动化智能快速遥感设备和遥感系统。完成一些简单的数据处理和数据分析过程[1]。
1.1 科学选择无人机
无人机测量系统和中国的数据后加载和处理有几个平台，如“Glide”和“Flying Elephant”。无人机在不同区域和不同类型的操作中也具有不同的变化，即，不同的飞行平台对应于不同的无人机。例如，一些智能鸟类产品可以应用于具有低飞行要求的平原区域，用于一些简单的监测工作;但是，在一些海洋监测或不同的林业监测区域，污染严重的地区，以及一些陡峭的山区，或者具有高度城市建筑的复杂地形需要一些要求更高具有一定范围的飞行高度的无人机;如果需要一定飞行高度或者飞行速度有限时，应尽可能选择适合飞行条件的无人机，以使其能够很好地完成任务[2]。
1.2 合理设置传感器和分辨率
传感器是无人机航空相机系统的核心，对于无人机的工作起着非常重要的作用。通常，我们对数码相机和无人机的传感部件使用相同的系统。即，广泛使用的电荷耦合器件和互补金属氧化物导体器件。电荷耦合器件具有更好的性能，但由于其复杂的制造工艺，其成本也更高;互补金属氧化物导体器件在成本方面相对便宜，但是其成像质量不如电荷耦合那么清楚。因此，如果工作要求相对较高并且需要清晰可靠的渲染，那么在一定的成本范围内，尽可能选择电荷耦合元件，以获得满意的结果图像。
不同的精度要求适用于不同的工作需求，如果精度要求比较高的话，那么其成果数据要求的也比较高，因此在后期的数据处理时，要抽选一定的高比例数据进行一些精度较高的检测，尽可能使误差降到最小的范围内。如果地图误差较大，画面清晰度达不到标准，就应该重新拍摄，或者判断其是否根据地形地貌选出了合乎规律、合乎设计要求的无人机传感器。
1.3 影像处理软件
作为后期数据处理系统，图像处理软件也非常重要。目前，我国主要使用中国测绘学会开发的MAP-AT软件和武汉大学开发的DPGrid低空航测数据处理软件。其软件处理模式属于数字软件处理方法，因此这两种软件在无人机图像处理方面都非常出色。它与专业数码相机不同，不会因强光而使图像失真。使误差降到最低，并且通常用作坐标网格进行误差校正，因此非常可靠。在图像处理期间尽可能多地添加一些图像控制点可以使生成的图像以正射影像模式映射。这种处理的误差大大减少，图像处理达到了更高的标准。
1.4 地面控制系统
当无人机在高空作业时，相关人员需要提前设定无人机的航线。需要提前对作业地形和航空可能的状况进行严格的监测和数据收集分析。在所有准备工作就绪后，无人机可用于航空工作。在航空工作时，地面监测系统应对无人机进行调查和配合，并在无人机飞行区域内显示其电子地图和具体飞行参数。这些参数是地面监测人员监测其飞行状态的唯一标准。其次，严格监控无人机的飞行状态，并在偏离路线或发生突发情况时及时进行调整，避免它做一些不利于执行任务的事情。
2 传感器系统在环境监测平台中的使用
利用多传感器环境监测平台强大的空间分析技术，可以很好地计算我国目前存在的相关环境动态数据，传统的方法误差太大，而这种方法就可以很好地达到相关技术人员想要的数据精准度，在研究的准确率上也能得到很好的保证。我国目前的数据处理达到了一种高技术、高精准度的状态，但是技术是要不断发展的，只有这样才能进一步促进多传感器环境监测平台在我国环境监测中的应用。环境监测工作本身就是一项极其复杂并且受时空限制的庞大工作，而传统的环境监测工作需要依靠非常大的人力和物力来進行，而且效率也得不到保障。而多传感器环境监测平台完全取代了传统的人力、物力，并能在提高工作效率的前提下，精准快速地完成监测工作，因此，多传感器环境监测平台具有着非常重要的作用。对于相关的环境监测平台数据分析的时候，工作人员应该根据无人机所得到的数据进行检测，从而得到环境的具体状况，针对这些状况，制定出符合不同区域的治理方案，能够对环境问题对症下药，这样一来将会更加直接有效地解决目前存在的环境问题。而对于治理后的区域，要有针对性地进行后续护理，这样才能够将环境问题进行根除;如果无法做到后期修复，那么环境问题还是反反复复的，这会造成很大的隐患。
3 结束语
综上所述，虽然无人机目前在我国的发展当中也是应用非常广泛的，但是无人机与传感器相互配合的时候，仍然存在各种各样的问题。国家的相关部门应该根据这些问题进行逐一突破，争取使得无人机的多传感器环境监测平台能够做到快速有效并且无误的监测。无人机的多传感器系统的进一步发展，在相关技术上的不断改进、不断突破，对于我国的环境监测平台将会是一个更大的助力，能够促进我国环境向更好的方向去发展。
参考文献
[1]杨贵军，李长春，于海洋，等.农用无人机多传感器遥感辅助小麦育种信息获取[J].农业工程学报，2015，31（21）：184-190.
[2] 刘洋，李一波，王扬扬.察打一体化无人机多传感器自动目标识别系统[J].飞航导弹，2010（6）：75-78.
收稿日期：2019-06-21
作者简介：叶芃铖（1985-），男，汉族，本科学历，环境监测工程师，研究方向为环境监测、环境影响评价、环境执法等。
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