无人机航测技术在青藏高原地质灾害调查中的应用

为了查明青海省大通煤矿区滑坡、地面塌陷、不稳定斜坡、地裂缝、泥石流等地质灾害的空间分布,为地质灾害监测与治理提供科学依据,通过外业无人机航飞获取高分辨率遥感影像,开展无人机航测遥感影像处理、地质灾害遥感解译研究,建立了一套适合高原特殊地理环境下的地质灾害遥感调查、监测技术流程,提高了地质灾害遥感调查、监测的工作效率。研究表明,无人机航测技术在青藏高原地区地质灾害遥感调查工作中具有明显优势。     

基于北斗/GPRS/3G技术的无人机遥感网络体系关键技术研究

无人机遥感网络是继卫星遥感网和有人机航空遥感网之后的我国遥感技术体系的重要组成部分。但我国无人机遥感系统机型多、装备分散、应用面广,缺乏统筹规划,难以实现快速调度与合理配置,整体效能较低,而且无人机遥感系统属于"低、慢、小"的飞行目标,我国现有空管技术手段和系统"看不到、管不到",无人机飞行安全管理存在隐患。所以为了充分发挥无人机遥感技术整体优势,统筹无人机遥感科技资源、优化配置,提高无人机遥感科技创新能力、应急救灾快速反应能力,2013年科技部组织863课题"基于北斗/GPRS/3G技术的无人机遥感网络体系关键技术研究与示范",开展基于北斗/GPRS/3G技术的无人机遥感网络体系关键技术研究。该文主要论述了无人机遥感网络运行管理机制与规范的研究过程与方法,并形成无人机组网系列标准规范初稿,将弥补国内民用无人机标准规范空白;论述了基于北斗/GPRS/3G技术的无人机遥感系统飞行监管的关键技术,实现无人机遥感网络对无人机超视距测控和信息传输,将改变我国无人机遥感系统用现有的空管系统监管手段"看不到、管不到"的现状;论述了无人机遥感网络综合运行管理平台的设计思路与技术,为统筹无人机遥感科技资源、优化配置,促进开放共享和综合利用提供技术平台支撑;论述了基于无人机遥感系统的灾害应急节点灾情提取与综合验证节点无人机遥感数据快速处理等关键技术研究,将为应用示范节点构建提供技术支撑。该文初步形成了无人机遥感网络运行管理机制与规范研究报告,5个无人机组网系列标准初稿,形成了无人机导航通讯技术研究、无人机遥感系统网络数据库结构和管理系统概要设计书等研究方案,进行了北斗/GPRS/3G技术的无人机遥感系统飞行监管与无人机遥感网络综合运行管理平台的原型系统的设计与开发,为该课题的"无人机组网关键技术攻关,社会化无人机遥感网络体系初步构建"的研究目标提供了技术支撑。     

基于无人机遥感技术的青藏高原地质灾害遥感解译研究——以青海省大通煤矿区为例

采用无人机遥感技术获取研究区高分辨率遥感影像,通过人工目视解译,建立滑坡、地面塌陷、不稳定斜坡、地裂缝、泥石流等地质灾害的遥感解译标志,探索了一套适合青藏高原地区的地质灾害遥感解译的完整技术流程,为地质灾害应急、监测与治理提供科学依据.研究表明,无人机遥感技术获取的影像分辨率高,可最大程度的提取地质灾害信息,使遥感解译精度更高,适合作为大比例尺地质灾害遥感解译的数据源.通过野外复核,证明基于无人机遥感技术的地质灾害解译效果良好,作为一种高效、快速的调查手段,可在青藏高原地区进行推广应用.     

小型单旋翼无人直升机系统的设计与实现

针对无人直升机动力学建模与飞行控制方法研究的问题,构建了一个由空中飞行平台、数据传输设备以及地面监控平台组成的小型单旋翼无人直升机验证系统.系统中空中飞行平台由Raptor-50型直升机和自主研制的飞行控制系统组成,可以实现不同飞行模态下飞行状态的测量与记录功能;数据传输设备完成小型单旋翼无人直升机机载电子设备与地面站间的通讯传输功能.地面监控平台用于监控飞行状态以及实现人机交互等功能;地面监控平台用于监控飞行状态以及实现人机交互等功能.通过实际的飞行测试,所构建的系统能够满足小型单旋翼无人直升机系统建模与控制方法的研究内容对系统性能的要求.     

西南高原山区作物低空遥感挑战与主要研究进展

实现高原山区作物种植精准监测是现代山地农业精细化管理面临的迫切需求,无人机遥感具有机动灵活、复杂环境适应性强、数据获取快速等优点,适合高原山区农作物精准监测.研究从多云雾天气、地形崎岖、耕地破碎、种植结构复杂、超低空飞行环境等方面分析了高原山区作物低空遥感存在的挑战;总结了无人机飞行平台与数据类型、作物识别与分类方法、...     

跟踪地面目标的小型无人机飞行控制仿真研究

对无人机跟踪地面目标时的飞行控制问题进行了研究.首先对某小型无人机跟踪地面目标时的运动状态进行了建模分析,利用自动控制理论知识设计了相应的控制律,然后采用六自由度非线性运动模型进行了控制律的仿真验证,并且分析了风的扰动对跟踪精度的影响.仿真结果表明,设计的控制律能够控制无人机对地面目标进行可靠跟踪,且对侧风扰动具有较好的抑制能力.     

基于MS5540C的无人机高度传感器设计

飞行高度是无人机飞行控制中重要的控制参数.针对传统高度测量系统的缺陷,设计并实现了具有温度补偿功能的高度传感器.该高度传感器具有体积小、质量轻、数据稳定、响应速度快等优点,特别适合微小型无人机的使用.经过某小型无人机飞行试验,该传感器完全可以达到精确测量飞行高度的要求.     

基于高分影像和ASIFT算法的滑坡位移场监测方法

针对利用高分遥感影像和SIFT算法进行大变形滑坡位移场监测时存在的不足,引入了一种具备完全仿射不变性的图像特征匹配算法(ASIFT),对不同时相高分遥感影像进行特征点提取与匹配,并在抚顺西露天矿特大型滑坡的位移场监测中进行了应用.结果表明,与SIFT算法相比,ASIFT算法弥补了特征提取算法在仿射不变性上的不足,增加了特征匹配点,提高了滑坡空间位移矢量场标定精度,且自动化程度高、成本低,非常适合于特大型滑坡的大变形位移场监测.     

基于MapX的小型无人机地面站飞行控制软件

针对小型无人机地面站软件仅实现导航功能的局限,提出基于MapX的地面站飞行控制软件集成解决方案.引入MapX控件以提高软件对GIS信息的处理能力,实现无人机航迹导航及飞行状态监视;利用MapX提供的地理信息,结合航迹规划算法,实现航线生成与管理;采用DirectX技术,通过飞行摇杆经通信链路对无人机飞行过程实施干预,实现了小型无人机地面站软件飞行监视与飞行控制功能的整合.经实际试飞验证,该方案提高了无人机的信息管理效率及飞行控制干预效果,能够较好地满足小型无人机的飞行监控需求.     

基于无人机影像的大型滑坡区域精细地形构建研究

滑坡突发性强、危害大,并且在高原山区,大比例尺DEM难以获取。为此,以西南山区某大型滑坡体为例,利用无人机遥感系统对大型滑坡区域进行高空间、高分辨率的遥感探测,对获得的无人机影像采用灵活的POS 辅助空中三角测量进行快速处理,结合高精度物方 DEM 匹配技术,最终获得大型滑坡区域高精度 DOM、DEM 地形构建。通过实践,实现以无人机获取的影像为基础,快速构建大型滑坡区域的精细地形,为大型滑坡体的预测、评估提供基础数据和技术保障。     

滑坡多源传感器网络立体观测研究年度报告

我国是滑坡灾害频发的国家,近年来全球变化无常,发生大型突发滑坡可能性增加。该研究旨在通过构建立体多源传感器网络,结合滑坡成灾模式分析,在反馈的危险区域实施可控的强化智能观测,实现西部山区大型滑坡前兆的探测,实施为滑坡预警和处治提供高精度的观测数据服务。理县地处四川盆地西北部,位于岷江上游,是不稳定斜坡的敏感区,据四川省地质调查院2007年调查统计,全县有地质灾害点358处,其中滑坡74处、不稳定斜坡105处、崩塌65处、泥石流114处。"5.12"特大地震发生后,理县境内新增大量地质灾害隐患点。因此,该研究将试验区选在理县受灾最严重的西山村及联合乡区域。2013年度,该研究进行了室内构架滑坡实验:在同济大学测量馆,搭建室内实验平台,开发远程通信数据模块,总结了各传感器协同作业关系,分析滑坡致灾因子,评估各传感器针对不同致灾因子前兆信息监测和智能强化观测的可用性和适用性;进行野外实验勘察,建立了西山村滑坡监测需求分析及传感器网络组成、安装系统设计;进行对地遥感数据观测研究:进行试验区无人机飞行、地面基准布设及航空拍摄,生产了1∶2 000试验区高精度DOM;收集了覆盖试验区的部分卫星高分影像,主要包括的传感器有P5、World View-1,2、ZY-3,并利用World View-2两期数据得到西山村滑坡后壁提取结果;购置地面SAR设备,对同济大学图书馆、综合楼进行了位移测试试验;采用两景Terra SAR-X对试验区进行了地面沉降监测。     

盘州市鸡母滑坡发育特征及稳定性分析评价

采矿诱发的地质灾害隐患因其危害大、影响深等特征而不可被忽视。以遥感、机载雷达、无人机调查、地面调查、工程地质勘查等手段，对存在复发可能的盘州市盘关镇鸡母滑坡进行研究。文章描述了鸡母滑坡发育特征并运用Geostudio软件选取折线滑动法(传递系数法)进行稳定性分析评价，得出该滑坡为因人类采矿工程引起的中型土质滑坡，由松散覆盖层和较软弱顺层基覆界面组成，滑坡变形范围较大。目前处于基本稳定状态，在降雨、加载、扰动等不利条件下存在再次启动的可能，建议做好后缘裂缝位置和两侧排水工程，继续保持监测，如有必要，前缘设置挡土墙或抗滑桩进行治理。     

消费级无人机掘金细分市场

无人机(Unmanned Aerial Vehicle,简称UAV),是利用无线电遥控设备和自主程序控制装置操纵的不载人的飞机.无人机按照用途可分为消费级无人机、行业应用无人机和军用无人机.消费级无人机特指无人机产品中面向个人消费者,主要用于娱乐与航拍功能的飞行器,素有"飞行的照相机"之称,一般为四轴或者六轴的多旋翼机型,主要由飞行控制系统、动力系统、通信系统、云台及拍摄设备、地面控制站(遥控器、平板电脑、手机等)以及机身等系统机构组成,可实现自主飞行和半自主飞行,即能够按照控制算法完成一键起飞/降落、一键返航、定点悬停、指点飞行、360°全景拍摄、路线规划等功能.     

山体下采煤的地面监测与数据分析

山体下采煤的地面监测包括常规的山区地表移动监测及采动引起滑坡的监测。本文将采动山体变形划分为３个阶段并提出相应的变形监测方案；讨论了采动山体滑坡监测网的设计原则及观测方法；提出了采动山体变形监测数据分析和采动引起滑坡的预报方法。     

基于卫星中继技术的无人机遥感网络体系关键技术研究与示范技术总结报告

该课题通过建立一套基于中继卫星平台的、面向全国各个地域、各种应用的无人机遥感网络系统,最终实现无人机信息资源共享,确保无人机在执行任务过程中将信息实时、安全、高效传输至各级指挥中心及相关用户,充分的利用无人机资源,对无人机进行统一调度,为无人机应用领域间信息资源共享提供有力保障。中继卫星链路还可以作为无人机的应急备份链路,提高无人机在应急情况下执行任务的能力,增强无人机系统的生存能力,提高使用效能。该课题重点研制无人机中继卫星Ka频段机载用户终端、中继卫星Ka频段地面用户终端,同时研制无人机遥感网运行管理中心、中继卫星无人机应用系统、无人机遥感影像数据处理系统,用以实现与中继卫星应用系统的链接,以及无人机数据的组网管理、资源规划、运行管理,构建一个全国无人机遥感网络试验系统。     

甘肃陇南泻流坡滑坡-碎屑流变形特征与成因机制

泻流坡滑坡位于武都区白龙江右岸滑坡聚集区,属典型滑坡-碎屑流灾害,2020年8—10月高位滑源区发生持续变形破坏,严重威胁坡脚居民生命财产安全。通过详细的地质调查,综合运用位移监测、无人机航拍等手段,详细阐述了滑坡发育特征及变形破坏过程,并对其成因机制进行了分析。滑源区特殊的地形地貌、"碎石土+千枚岩"的二元结构、逆冲断裂的影响是滑坡形成的控制因素,多次地震为滑坡变形提供了结构基础,降雨入渗造成滑带软化、滑体自重增大等导致滑坡变形破坏。变形区主要为滑源区左侧中下部和右侧次级滑坡,经历两次加速变形过程,位移监测曲线呈阶跃型,属蠕滑-拉裂型推移式滑坡。滑坡处于蠕滑状态,亟须开展综合工程治理。     

无人机大气污染成份探测载荷试验成功

近日,由中科院安徽光机所自主研发的基于无人机平台的大气污染差分吸收光谱探测系统,在河北上空利用中科院大气物理研究所研制的无人飞机平台,进行了大气环境监测联合飞行试验,成功获取飞行区域大气污染成分NO2等的二维时空分布,此次试验标志着无人机平台大气污染分布遥感载荷技术的重大突破。该技术可应用于监测区域性、突发性、灾害性大气环境污染,从而为大气污染探测提供一种新型、快速的技术手段。     

一种小型无人机的FastSLAM算法

为解决未知环境中小型无人机自主飞行问题,将SLAM算法从地面机器人的二维环境扩展到小型无人机的三维环境.首先,建立了小型无人机的SLAM算法数学模型,得到其非线性状态方程;然后,将小型无人机的SLAM问题分解成路径估计与环境地标估计两部分,分别采用粒子滤波器和扩展卡尔曼滤波器进行估计,提出了一种小型无人机的FastSLAM算法;最后,分别采用扩展卡尔曼滤波和FastSLAM算法进行仿真实验,仿真结果表明FastSLAM算法具有更好的定位精度.     

无人机遥感在青藏高原的应用现状及前景探讨

介绍了无人机、无人机遥感以及无人机遥感系统的组成,对无人机遥感目前在青藏高原灾害应急监测与评估、国土资源调查与管理、矿山测绘、水利工程建设领域的应用与实践进行了阐述,并进一步探讨了无人机遥感在高原基础测绘更新、国土资源调查与城市管理、灾害应急与救援、环境保护、农业生产、公共安全、电力巡线及电力工程建设等领域的应用前景.展望未来无人机遥感系统因其独特优势,在国民经济各部门中的应用将保持强势增长与快速拓展.     

顺层岩质斜坡视倾向失稳机制分析——以贵德亦什扎滑坡为例

为丰富和深化顺层斜坡视倾向失稳机制研究,以贵德亦什扎滑坡为例在开展现场调查、无人机航测、遥感解译等基础上,详细介绍了滑坡基本特征和变形历史,分析和探讨了其变形过程和失稳机制。结果表明:目前滑坡后缘拉张裂缝带已与侧缘剪切裂缝贯通,滑坡边界清晰,但尚未形成剪出口;滑坡初始变形时间早于2004年,后缘左侧变形时间早于右侧,变形从后缘以侧缘剪切裂缝的形式往前缘发展,目前仍处于变形发展阶段。亦什扎滑坡的形成和发展主要受岩体结构控制,其失稳机制可概括为层间蠕滑—后缘拉裂—中后部滑移—前部阻滑—顺层视倾向剪出。