一、无人（rén）机遥感（gǎn）在气（qì）象监测中的应用（yòng）

无（wú）人气象（xiàng）飞机（jī）可装载遥感设备（bèi）对温度、湿度、压强等气象（xiàng）参数进行（háng）遥（yáo）感测定, 而（ér）且这方面的研（yán）究取 得了一定的成果。美国在20世（shì）纪60年代就开始（shǐ）采用名为Com pass Cope 的（de）遥控（kòng）飞行器(RPV)即无人机代（dài）替气象飞机（jī） WC -130 作为空中气（qì）象侦查平（píng）台（tái）通过 1970 年到 1974 年（nián） 5 年的飞（fēi）行试验,认（rèn）为无人机有（yǒu）诸多（duō）优（yōu）点可以代替（tì）气象卫星。

在世界气象组（zǔ）织（zhī）(WMO)大气探测委员会和国际科学联盟理事会（huì）支持下,国外（wài）提出了微型无人驾驶探（tàn）空飞机发展（zhǎn）计划。中国（guó）气象局（jú）也将微型无人驾驶飞（fēi）机探空的研究工作列（liè）入“八五”计（jì）划。马舒庆等用（yòng）GPS导（dǎo）航无（wú）人机携（xié）带数字电子探空仪在（zài）河北省怀来（lái）县和南昌北郊南昌（chāng）新机场两地进行（háng）了（le）1000m 和 3000m 的高度（dù）探（tàn）测试验,并将风速测量结果（guǒ）与探（tàn）空（kōng）站雷达测得（dé）的结果进行比较和两种测量技术所得的结果非常（cháng）接近,且温度（dù）、气压（yā）、湿度和测（cè）量精度也都达（dá）到设（shè）计指标。

昆明俊鹰无人（rén）机等利用微小型无人机探测气（qì）象参数,该方法可以在空（kōng）中（zhōng）长时间、大（dà）区（qū）域连续监测天气（qì）变化（huà）得到高精度（dù）测量结果。

二、无人机（jī）遥感在资源调查与监测中应用

无人（rén）机（jī）遥感在资源调查与监测方面的应用主要（yào）是土地、资源调查（chá）与（yǔ）分（fèn）类,环（huán）境监测（cè）等。

广西气（qì）象减灾研究（jiū）所的马轮（lún）基（jī）等2002年利用装载佳能EOS 300D型数（shù）码照相机（jī）的无人机对广（guǎng）西武鸣县进行土（tǔ）地资源调查 ,得到的武鸣县城区（qū）域土地（dì）利用遥（yáo）感图。经实地（dì）取样测量检验定位平均偏差 1 m ,最大偏差 2 m ,水平方向上长（zhǎng）度变形小于（yú） 1 %, 基本没有角度变形 。

2003 年中国测绘科学研（yán）究院研制完成的 UAVRS — Ⅱ型低空无人机遥感监测（cè）系统选用（yòng）高分辨率面阵 CCD 数（shù）码相机作（zuò）为主（zhǔ）要遥（yáo）感（gǎn）设备 ,实（shí）现了大（dà）比（bǐ）例尺航（háng）摄的面积覆盖 ,并通过国土资源部组（zǔ）织的部级验收。谢（xiè）彩香等根据中药资源（yuán）分布特点利用（yòng）无人（rén）机进行抽样（yàng）调查 , 结合（hé）航天遥感计算（suàn）中药资源的总量, 大大节省了成本,并使（shǐ）其结果具（jù）有（yǒu）统（tǒng）计学的可靠性（xìng）。

台湾大学理学院空间信（xìn）息研究中心（xīn）利（lì）用无人机拍摄低空大比例尺（chǐ）图像 ,配合 FORM OSA T2 分类进（jìn）行（háng）异常提取, 解（jiě）译桃园（yuán）县非法废（fèi）弃堆积物（wù）(固体垃圾（jī）等), 用于环境污染和执法调查（chá）。朱（zhū）子豪等（děng） 2004 年使用无人机携带大面阵数码相机在台湾盐寮福（fú）隆海（hǎi）岸进行追踪调查, 对（duì）沿岸环境、土地（dì）、厂房、污染等进（jìn）行了监测。

2004 年 4 月,马（mǎ）轮基等以1200 m 的飞行高度对（duì）武汉市东湖南半部的“雁中咀” 、“磨山”附近水域进行无人机遥感（gǎn）监测,得到三个区域的（de）湖（hú）水水色的差异（yì）情况图（tú）,并分（fèn）析了东湖（hú）南半部（bù）水域水（shuǐ）质情况（kuàng）。

三、无人（rén）机遥感在测量方（fāng）面的应用

昆明俊鹰（yīng）无人（rén）机（jī）远赴（fù）非洲、丽江（jiāng）大峡谷等自然条件恶劣配件工具奇缺（quē）的（de）国内外航拍（pāi），凭（píng）着（zhe）丰富（fù）的航拍经验及认（rèn）真充（chōng）分的准备，成功完成航测任（rèn）务！

马瑞升等在分析无人机遥感（gǎn）影像几何变形理论基础上,利用标准图形垂直摄影法标定相机, 建（jiàn）立相（xiàng）机误（wù）差纠（jiū）正模型 ;使用大（dà）比例尺地形图（tú）作为（wéi）底图, 通过同（tóng）名点（diǎn）配准纠正航摄影像, 全过程不使用外方位元素 ,最终影像经实（shí）际检（jiǎn）验, 单点定（dìng）位平均（jun1）误差为 1.0 m 左右, 且（qiě）基本没有角度变（biàn）形。崔红霞等 2005 年进行了单（dān）相机无人机航摄试验, 结合常规的摄影测量方（fāng）法对航片进（jìn）行后处理, 结果表明:其相对定向误差为 0.008 pixel , 最大误差为 0.019 pixel ;绝（jué）对定向的平面（miàn）误差 0.111 mm , 高程误差（chà） 0.117 mm 符（fú）合摄影测量的（de）精度要求。

孙凡等利用（yòng）光（guāng）校参数和软（ruǎn）件配准（zhǔn）法对无人（rén）机（jī）多光谱成像仪（yí）图像进行校正、彩色合（hé）成（chéng）和图（tú）像配准 ,并在此（cǐ）基（jī）础上提出采用光校参（cān）数法与软件配准法（fǎ）相结合可得到更好的（de）配准效果。宋姝婧等在 M apObjects 控件和（hé） MS Visual Studio.Net 开发环（huán）境下实现了无人机遥感（gǎn）航迹实时显示。勾志阳等（děng）人（rén）从像片重（chóng）迭度、航带弯曲、像片（piàn）旋转（zhuǎn）角及航高（gāo）差等（děng）方面对无人机航空摄影质量进行评定 ,绘制了无人机实飞航迹与预设航迹,显示了无人机的（de）定点拍摄（shè）效（xiào）果 ,结果（guǒ）说明（míng）无人机空中摄影质量可满（mǎn）足（zú）摄影测量的基本要求。

四、无人机遥（yáo）感在突发（fā）事（shì）件（jiàn）处理中的应用（yòng）

如何应对突发事（shì）件(如（rú）交通火灾、大型（xíng）输油管道火灾、森（sēn）林火灾、核电站险情救援等)常常是一个令人头疼的问题, 无人机以其高机动性能为（wéi）人（rén）们应对突发（fā）事件（jiàn）提供了（le）新的途径。

当火灾现场情况复杂或（huò）者受现场环境（jìng）限制时,消防员（yuán）无法靠近现场作战（zhàn）, 指挥员无法了解现场情（qíng）况,无法制定快速有（yǒu）效的作战方案。无人机最突出的优点在于它（tā）可（kě）以用最短的时间 ,最大（dà）限度地接近（jìn）灾情现场（chǎng） ,提供（gòng）最直接（jiē）、最真实的第一手数据, 观（guān）测（cè）到消防人（rén）员无法抵（dǐ）达的区域, 监视（shì）灾情发展为（wéi）制（zhì）定有效的（de）作战方案提供（gòng）依据。

美国运输部示范性地（dì）建立了基（jī）于（yú）无人机（jī）的遥感系统, 将其应用于快（kuài）速获（huò）取道路运输网络（luò）的图像并对所得信息进行快速分析 , 应用无人机取得近实时遥（yáo）感影像对（duì）地震后出（chū）现问题的道路、桥（qiáo）梁进行评（píng）估,用以快速确（què）定震后救灾的路线。

美国（guó） Nicolas Lew yckyj 等人利（lì）用无人机（jī）遥感（gǎn）在北卡罗（luó）莱（lái）纳（nà）洲（zhōu）进（jìn）行（háng）自然灾害调查 ,通过（guò）正射影像处理与分析准（zhǔn）确评（píng）估场房和村庄的（de）损失, 显示（shì）了无人（rén）机遥感具有的快速反（fǎn）映能力, 为灾害的治理提供了及时、准确的数。日本减灾组织使（shǐ）用 RPH1和YA NMAHA无人机携带高精度数码摄像机和雷达扫描仪（yí）对正在（zài）喷发的火山（shān）进（jìn）行调（diào）查 ,抵（dǐ）达人们难（nán）以进入（rù）的地区（qū）快速获取现场实（shí）况, 对灾情进行评估（gū）。

之后,日本环境省又利（lì）用 YAM AHA 无人机加载核生化传感器进行核污染监测 ,对不同地（dì）理环境, 不同埋（mái）藏深度的（de）辐射源的辐射强度的反映（yìng）能力进行量化（huà）研究,为核电站（zhàn）及其他核设施的管理提供基础数据。马瑞升等开发了一套微型无人机空中火情监测系统（tǒng） ,并开（kāi）发了相应（yīng）的地面（miàn）监测软件,经过（guò）试验该系统已具（jù）备（bèi）单架次可（kě）完成半径 30 km以（yǐ）内 , 面积（jī） 80 ～100km2 林区巡护任务。

无人机（jī）也可应用于我国（guó）防（fáng）汛检（jiǎn）查中, 可以立体地查看蓄滞洪区的地形（xíng）、地貌、水库、堤（dī）防险工险段（duàn）。遇到（dào）险情时,可以实时传递影像等信（xìn）息,监（jiān）视险情发（fā）展 ,为防汛决（jué）策（cè）提供（gòng）准确的信息 ,大大地降低防汛人员工作的风险,有效地提高工作效率。2004 年 7 月马轮基等对暴雨引起广西桂平市蒙圩镇洪涝灾害调查进行无人机（jī）遥感监（jiān）测 ,第一时（shí）间得到了洪涝区、退水区（qū）、非洪涝区等信息的遥感图（tú） ,创（chuàng）造（zào）国内（nèi）首次（cì）利用自控微型无（wú）人驾驶（shǐ）飞机对洪涝灾（zāi）害的遥感监测（cè）的记录。

五（wǔ）、存在（zài）问题（tí）与应用展望

无人机（jī）遥感（gǎn）作为一项空间数据采集的重要手段（duàn） ,具有续航时间长、影像实（shí）时传输（shū）、高危地（dì）区探测（cè）、成本低、机动灵活等优（yōu）点,已成为卫星遥感与（yǔ）有（yǒu）人机航空（kōng）遥（yáo）感（gǎn）的（de）有力补充。随着无人机遥感技术不断（duàn）发（fā）展（zhǎn）和无（wú）人机市场逐渐成熟 ,无人机遥感将成（chéng）为未来的主（zhǔ）要（yào）航空遥感平台（tái）之一（yī）,已经成（chéng）为（wéi）世界各国争相研究的热点课题。然而（ér） , 要使无人（rén）机成为理想的遥感（gǎn）平台（tái） ,还（hái）有多（duō）个关（guān）键技术需要解决（jué） :

(1)起降技术改善与（yǔ）抗风（fēng）性能提高（gāo）在林（lín）业（yè）等许（xǔ）多行业（yè）的应用以（yǐ）及突（tū）发事件的（de）处置中 ,工作（zuò）环境一（yī）般（bān）在（zài）山区, 平坦地少（shǎo） ,树木、电杆、房（fáng）屋（wū）多,对于（yú）需要滑跑、滑降的（de）较大型的无人机来说, 往往难以（yǐ）找到符合起（qǐ）飞要（yào）求的场地。在（zài）不满足正常（cháng）起降条件的情况下勉强起（qǐ）降会大大增加飞机损坏的可（kě）能性。

如果使用小、轻型无人（rén）机则由（yóu）于（yú）飞（fēi）行高度低 ,在低空（kōng）作业时受风（fēng）速、风向影响（xiǎng）大。一般提高（gāo）抗（kàng）风性（xìng）能的（de）方法（fǎ）是增加（jiā）飞机重量, 但起（qǐ）降要（yào）求提高且无（wú）人（rén）机的载（zǎi）荷非常（cháng）有限, 同（tóng）时能（néng）耗增大。

所以如何很好的（de）利用弹射起飞、撞网回收技（jì）术降（jiàng）低（dī）无人机对起飞场地的要（yào）求以及在不增（zēng）加重量或尽量轻的条件下如（rú）何通过改进设计和提（tí）高飞（fēi）行控（kòng）制技（jì）术来（lái）提高抗（kàng） 风性能保证飞行的稳定性 ,这均是无人机（jī）成为理想的遥感平台一个急需（xū）解决的（de）问题。

(2)传（chuán）感器（qì）及其姿态（tài）控（kòng）制（zhì）技术由于无人机的载荷非常有限, 要（yào）完成高精度的（de）航摄任务需要（yào）高精度的传感器 , 而（ér）传统（tǒng）传感器往（wǎng）往（wǎng）在体积、重量等方面的限（xiàn）制可供选择的不多, 因此需要研究开发适合（hé）无人机（jī）搭载（zǎi）的小、轻型传感器充分利用无人机的有限（xiàn）载（zǎi）荷;

再则,如何使遥（yáo）感传（chuán）感器的控制系统能够根据预先设定的航（háng）摄点、摄影比（bǐ）例（lì）尺、重迭度等参数以及飞行控制系统实（shí）时提供（gòng）的飞行高（gāo）度、飞行速度等数据自动计（jì）算（suàn）并自动控制（zhì）遥感传感器的工（gōng）作 ,使获（huò）取的遥感数据在精度（dù）、比例尺、重迭度等方面满足遥感的技术要求还需进一步研（yán）究。

(3)遥感数据传输存储技术（shù）无人驾驶飞行器搭（dā）载的主（zhǔ）要遥（yáo）感传感器为面阵（zhèn）CCD 数字相机（jī）,而目前国（guó）内（nèi）市场上（shàng）的（de）小型（xíng）专业级数字相机还不能达到量测相机的要（yào）求 ,所以（yǐ）,为使获取（qǔ）的遥感（gǎn）影像能够满足大比例尺测（cè）图（tú）的精度, 应根据相机的几何成像模型（xíng） ,作相关的检（jiǎn）校工作,得到（dào）相机的内外参数（shù）,必要（yào）时需要采用特（tè）殊的检测手（shǒu）段 ,测定每个像（xiàng）元（yuán）的畸变量。

另外,大面阵（zhèn） CCD 数字相机获取的影像数（shù）据量较（jiào）大, 需开发专用（yòng）的数据传输和（hé）存储系统。飞行器的测控数据和遥感数据需要实时传输（shū）时还可以通过卫星通讯来实现。

(4)遥感数（shù）据的后（hòu）处理技术（shù）目前（qián）的无人驾驶飞行器遥感系统多使（shǐ）用小型数字相机作为机载遥感（gǎn）设备 ,与传统的航片相（xiàng）比 ,存在像（xiàng）幅较小、影像数量多等问题 ,所以应针对其遥感影像的特（tè）点以及（jí）相机定标参（cān）数、拍（pāi）摄时的姿态数据和关（guān）几何模型对（duì）图像（xiàng）进行几何和辐射（shè）校（xiào）正, 开发出相应的（de）软件（jiàn）进行交互式的处理（lǐ）。

同时还应开发影（yǐng）像（xiàng）自动识别和快速（sù）拼接软件（jiàn） ,实现（xiàn）影像（xiàng）质量、飞行质量的快速检查和数据的快速处理, 以满足整（zhěng）套（tào）无人机遥（yáo）感系统实（shí）时、快速的技术要求。

无人机（jī）作为一种新型的遥感平台将得到广泛应用。目前最常（cháng）用（yòng）的遥感平（píng）台是卫星和有人驾驶的飞机,无人机平台已渐渐显露出它的重（chóng）要性。遥感发（fā）展的一个总的方向（xiàng）是高空（kōng）间分（fèn）辨（biàn）率、高光谱分（fèn）辨率和高时（shí）间分辨率。航天平台由于接收（shōu）的电磁（cí）波必须（xū）要通（tōng）过大气层, 所以必定受到云层（céng）和地面天气的影响,所以通过缩短重访周（zhōu）期来提高（gāo）时间分辨（biàn）率是很难达到目（mù）的的。而（ér）无人机在云层下方,受云层（céng）的（de）影响很小,在多云（yún）天气甚（shèn）至阴天也能（néng）执行航摄任务（wù）。所以无人机遥感在提（tí）高时间分辨率（lǜ）方（fāng）面具（jù）有独特（tè）的优（yōu）势。

在提高空间分辨率方面, 无人（rén）机（jī）同样（yàng）具（jù）有优（yōu）势。随着多光谱传（chuán）感器水平的提高, 重量和体积下（xià）降 ,无（wú）人机遥感（gǎn）在提高光（guāng）谱分辨率方面（miàn）同（tóng）样（yàng）具（jù）有潜力。无人（rén）机遥感将在下列方面（miàn）发挥（huī）作（zuò）用:

(1)突（tū）发事件及灾害监测

(2)突发事件及灾害（hài）的发生（shēng）往往容（róng）易导致环境发生改变（biàn）,使救援人（rén）员快速亲临现场制定解决（jué）方案的可能性降（jiàng）低,而通过无人机遥感一（yī）方面可及时迅速地获取突发（fā）事（shì）件及（jí）灾害的信息为（wéi）制定方案提供依据, 另一（yī）方面又无需人员伤亡且受天气影响（xiǎng）小。

如2008 年“5.12” 汶川地震（zhèn）后, 由（yóu）于地震（zhèn）影响地球磁场 ,造成无线电和微波通（tōng）讯的干扰甚至中断,紊乱的（de）电磁波（bō）会对飞机仪表产生极大的（de）影响, 同时天气不好（hǎo） ,地形复杂 ,所以通过有人驾（jià）驶飞机去获（huò）取地面情况十分危险（xiǎn）。而要及时获（huò）取（qǔ）航天遥感数据（jù）又几乎不可能。而无人机则因（yīn）为无人员伤（shāng）亡之虑（lǜ） , 受（shòu）天气（qì）影响（xiǎng）又很小 ,所以无（wú）人机发挥了独特的作用。其他突（tū）发（fā）事件 ,如森林火灾扑火指挥、冰（bīng）雪灾害、洪涝、核电站险情救援等,无人机遥感将发挥越来越大（dà）的（de）作用。

(3)高（gāo）时效性的资（zī）源监测

资源监测已（yǐ）经由传统的获取资源（yuán）的数量、位置方面向资源（yuán）的动态变（biàn）化监测方（fāng）向发（fā）展, 而无（wú）人（rén）机（jī）具有高时效性 ,能第一时间获取资源变化（huà）数据,将在以（yǐ）后的林业资源(如林地面积变化、木材资（zī）源变化、野生（shēng）动物监测（cè）等)、生态环境、森林防火等（děng）方面（miàn）发（fā）挥其他遥感平台（tái）所不能比拟的（de）优势（shì）。

(3)病虫害（hài）、外来入侵生物监（jiān）测

随着全球经济（jì）一体化速度的加快（kuài）和国际间（jiān）贸易往来（lái）的增（zēng）多 ,林业有（yǒu）害生物入侵、扩（kuò）散、成灾的压力不断增加（jiā）。新的外来有害生物入（rù）侵频繁, 威胁加剧; 已入侵（qīn）的松材线虫病等有害生（shēng）物正（zhèng）也在不（bú）断蔓（màn）延（yán）。利用遥感特别是无人机（jī）遥感、地理信息系统和全球定位系统、计算机网（wǎng）络信息技（jì）术等高新技（jì）术手（shǒu）段 ,组建病虫害和外来入侵有害（hài）生物的监测预警技术体（tǐ）系 ,研究生（shēng）物（wù）灾害的发生（shēng）危害动态、风险评估及预测预报,保护生态安全将成为（wéi）未（wèi）来研究的新热（rè）点。

(4)新农（nóng）村规划、建（jiàn）设（shè）

建设社会主义新农村 ,是（shì）构建社（shè）会主义和（hé）谐社（shè）会的重要基础,而无人机适合在建筑物（wù）密集的城（chéng）市地区（qū）和地（dì）形复（fù）杂地区应用, 必将（jiāng）在大（dà）量（liàng）城镇（zhèn）规划、道路桥梁测量、新农村（cūn）建（jiàn）设、国土资源调查（chá）、舰载化的海岛测绘等诸多领域发挥积极作用。（无人机频道）

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