基于GIS的无人机地面监控系统的设计与实现

在分析无人机领域飞行数据特征的基础上,设计实现了一套功能较为完善的无人机地面监控系统。该系统主要完成了无人机飞行状态实时显示、航线规划和航线回放等功能模块。系统借助于G IS技术,导入矢量形式的电子地图,利用丰富的地理信息来辅助实现无人机的地面监控,在V isual C 6.0开发环境下利用基于异步方式和事件驱动方式的串口通信实现了系统与地面控制站的通信,利用地图控制文件实现了地图数据的调度,利用显示缓存实现了视图实时刷新。经过实际联调,系统运行良好,实用性较好。     

面向海岸线修测的无人机照片视频获取及管理研究

海岸线修测工作中,现场获取的无人机照片和视频是海岸线类型研判和内业处理的重要依据,也是海岸线修测工作的重要数据成果。本文以广东省海岸线修测工作为例,介绍了海岸线修测外业工作中无人机照片和视频的获取及预处理方法,并采用ArcGIS二次开发方式,构建了一套面向海岸线修测的无人机照片视频管理系统。该系统实现了无人机照片视频文件的批量自动入库、无人机照片位置和视频轨迹的自动提取、无人机单张正射照片的快速地理定位和无人机照片视频的快速查询浏览。最后,基于无人机照片视频位置与修测海岸线的空间关系,自动挂接每个岸段对应的无人机照片和视频,并批量导出满足要求的照片视频成果。     

无人机航空像片绝对定向非迭代解算方法研究

利用无人机航空像片的模型点重心化坐标和地面重心化坐标构成单位四元数,通过最优化求解绝对定向旋转矩阵,并基于旋转矩阵解算平移参数和比例参数,实现绝对定向的非迭代解算。与传统方法相比,这种方法具有无需初始值、可靠性高等优点。实验结果表明,方法可以得到较高的解算精度,能够满足无人机航空像片定位的需要。     

浅谈在巡航执法中航空影像的判读方法

利用无人机航拍、卫星遥感等高技术手段已经不断地应用到海监的巡航执法中,通过参加多次的巡航执法工作,文章总结了在巡航执法中对航空影像资料的判读方法、地物的成像规律和特征,探讨了判读航空影像的要领,为快速、正确执法提供了宝贵的经验和有力的技术支撑。     

无人机海洋航磁测量技术进展与展望

无人机海洋航磁测量具有操作简单、作业效率高、数据分辨率高等诸多特点,是船载海洋磁力测量和航空磁力测量的有效补充,有望成为一种新的海洋磁测技术手段。在详细介绍国内外无人机海洋航磁测量技术及装备发展现状的基础上,基于海洋航磁测量现实需求,提出了开展无人机海洋航磁测量技术的主要难点,为下一步开展技术研究指明方向。     

基于无人机的新型海水采集系统设计与实现

基于近海海域海水水质检测的准确性和灵活性要求,本文提出了一种新型海水采集系统的实施方案,由上位机和下位机组成,两者通过电动绞盘和绳索相连。上位机由遥控器、无人机、单片机、步进电机等组成;下位机由海水采集管、双头采集针、单片机、推杆电机等组成。本文通过海水采集装置的创新设计,确保海水采集过程免受二次污染。在浙江舟山长峙岛附近海域进行了测试,结果表明,本系统能够在近海海域上方稳定悬停并通过电动绞盘控制海水采集装置升降,能够通过控制算法自动完成海水采集任务。     

无人机海上溢油跟踪监测系统设计及仿真

海上环境变化多端,造成溢油的漂移和扩散会出现不可预测的情况,精确、实时地监测海上溢油是现今亟待解决的问题.无人机以其部署快、成本低、环境适应性强的优势在海上溢油监测领域得到重视,但单架无人机监测能力弱,而多架无人机监测的准确性仍需提高.为此,本文提出一种无人机群海面溢油自动导航跟踪监测的架构和方法,根据海上溢油浓度的变...     

海域无人机遥感监测三维立体监管系统的建设与研究

随着沿海开发的力度加大,全国沿海各种用海剧增,海洋主管部门相继出台了一些有效的管理办法和监测手段.全国沿海地区都进行以国家海域使用监测系统为基础,创新有地方特色的海域使用监管方法.文章在分析目前海域监测手段不足的情况下,提出了建立海域无人机遥测三维立体监管系统,重点介绍连云港区域建立的海域无人机低空遥感监测三维立体监管应用系统的建设与研究.     

.Net环境下空间数据缓存方案的设计与实现

空间数据查询效率的优劣决定着三层体系结构空间信息系统的应用效果。空间数据缓存技术是提高空间数据查询效率的有效方法之一。在数据缓存技术逐渐成熟的今天,如何利用数据缓存技术来构建空间数据缓存是目前研究的热点。基于Microsoft新的数据缓存技术,借助常用的格网索引,在客户端和应用服务器端开辟空间数据缓存区,以降低数据的传输量,减少用户的请求响应时间,从而提高空间数据查询效率。在利用版本控制技术实现空间数据缓存的同时,解决客户端、应用服务器和数据库服务器的数据一致性问题,确保空间数据的有效性和可用性。     

海域地名采集编辑系统的设计与实现

针对我国S-57标准电子海图生产中海域地名数据修编存在的手工操作效率低、准确性不高现状,结合海洋测绘生产体系,研究开发海域地名采集编辑系统.系统在可视化显示基础上,实现地名实体数据多边形拓扑构造、编辑、修改,并实现地名属性与图形的双向查询.满足与目前S-57标准电子海图生产系统数据的互通、对接,可提高生产效率和自动化水...     

基于无人机/无人艇的最优动态覆盖观测技术

针对无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)/无人艇(unmanned surface vehicle,USV)对海面区域的最优动态覆盖观测问题,提出了一种以最大化观测收益为指标的航路优化方法。采用区域分解、子区域分配、航路规划相结合的分层求解思路:首先,根据信息密度等先验知识,采取基于高斯混合模型(Gaussian mixture model,GMM)的区域特征提取理论,从任务区域中提取出若干个子区域;然后,将子区域进行排序与分配,从而将复杂的协同优化问题转化为多个简单的单UAV或USV航路规划问题;最后,各UAV或USV在分配的子区域内采用并行滚动时域控制(receding horizon control,RHC)算法进行航路规划。仿真结果表明,本文提出的GMM-RHC方法具有更高的观测效率,可有效解决无人机/无人艇最优动态覆盖观测问题,具有重要的应用价值。     

基于无人机的用海项目施工期悬浮泥沙监测

为实现对用海项目施工期悬浮泥沙扩散的实时跟踪监测,尝试采用无人机携带可见光、多光谱传感器对古雷围填海项目的围堰区进行遥感探测。利用Pix4d软件对无人机携带的可见光及多光谱照片进行处理,结果表明,可见光及多光谱影像对水体中的悬浮泥沙分布均具有一定的识别能力。通过研究分析多光谱影像的光谱特征发现,近红外波段对悬浮泥沙含量的升高较为敏感,运用波段比值公式计算结果显示,围堰内含沙水体经溢流口排入海域后浓度明显降低,并可向南继续扩散约300 m。该方法可克服遥感卫星影像时空分辨率低的特点,为用海项目资源环境影响跟踪监测提供新的技术手段。     

基于“彩虹4”无人机海洋监测平台的设计与验证

针对海洋监测中轻小型无人机抗风能力差、大范围动态监测能力不足的问题,本文以彩虹-4型中空长航时无人机为平台进行了载荷安装、电气接口及电磁兼容性设计,实现了光电吊舱、对海雷达、AIS多任务载荷的优化集成,通过开展远距离无人机通信、载荷数据与位姿信息实时同步回传、数据处理等关键技术研究,形成了一套完整的海洋监测平台软硬件系统。最后经过长时间的地面测试并在海南三亚市东部海域开展远距离飞行试验,依据应用场景及作业的紧迫程度,探索了海岛礁成图等常规监测和海上船只目标应急监测应用模式,验证了平台设计指标,其中平台续航能力优于22h,作业通讯距离达到2 300 km,在无控条件下可见光、红外、SAR成像精度分别为15.35 m、21.09 m、6.30 m。结果表明,该平台能够满足海洋监测技术要求,具有实际应用价值。     

基于无人机高光谱特征的红树林种群识别研究以漳江口红树林国家级自然保护区为例

红树林种群的组成和分布对于红树林生态系统的保护和恢复至关重要。本研究以漳江口红树林保护区为研究对象,通过获取无人机高光谱影像,进行光谱特征分析、光谱微分变换和包络线去除,提取了911组17个光谱特征参数,通过逐步判别分析筛选出13个用于决策树构建的特征参数,最终通过C5.0决策树模型获得了研究区红树林种群的分布状况。结果表明,漳江口红树林保护区植被种群呈现自上到下不同类型的分布情况,研究区上部以桐花树和秋茄混合类型为主,中间区域呈现白骨壤、桐花树和秋茄三者共生的现状,研究区下部则以白骨壤分布为主,伴生有少量的秋茄。通过混淆矩阵计算,得到研究区总体分类精度为 87.95%,Kappa系数为 83.81%,具有较好的精度。研究结果可为区域红树林湿地保护提供数据支撑,为红树林种群识别研究提供方法参考。     

USV-LIF遥测系统的控制系统设计与实现

无人船作为一种新型平台,在海洋环境监测中具有布放灵活、自动测量等优势。对于近岸港口等溢油事故发生频繁区域的环境监测,相比于传统的机载和船载溢油激光荧光遥感技术,采用无人船平台搭载激光荧光传感器进行探测更为方便有效。本文对基于无人船的激光荧光(USV-LIF)遥测系统进行总体方案设计,并详细设计了其控制系统,该系统包括岸基远程控制模块和USV-LIF现场机控制模块两部分。利用无线网络通信链路实现从岸基终端对USV-LIF现场机的远程控制与通信,并通过现场机的控制模块实现对USV-LIF现场机的仪器状态控制、数据采集以及时序控制等功能。在实验室条件下,对USV-LIF遥测系统的整体运行、远程控制数据传输以及系统长时间连续工作进行了模拟联调测试,结果表明,所研发的控制系统的功能基本达到了现场探测需求。     

NMOHEMS的概念与设计

针对我国远海水文环境监测技术的发展,结合未来海洋环境保障需求特点,基于无人机技术、流星余迹通信技术和海洋现场探测技术,构建了一种新型远海机动环境现场监测体制(New Mobile Offshore Hydrologic Environment Monitoring System,简称NMOHEMS),重点探讨如何突破现有系统机动性、数据远传和同步观测技术瓶颈的问题,为有效提升远海水文环境监测的安全性、隐蔽性和顽存性奠定理论基础。     

基于无人机与卫星图像的大型绿藻孔石莼(Ulva pertusa)遥感估算研究

卫星影像是监测海面漂浮绿藻的重要数据源, 但是混合像元的存在使得绿藻提取存在一定的误差。想要实现近海区域底栖绿藻的精细监测, 需要解决绿藻亚像素覆盖度的问题。本文以厘米级分辨率无人机数据的绿藻提取结果为基准, 通过分析Landsat卫星影像绿藻光谱, 建立绿藻亚像素覆盖度与多种植被指数和多个特征波段反射率的反演模型。结果表明, 蓝、绿、红波段反射率与绿藻亚像素覆盖度呈现较好的线性关系, 随着绿藻亚像素覆盖度递增, 蓝、绿、红波段反射率的值均递减。将蓝、绿、红波段的三种绿藻亚像素覆盖模型进行验证, 发现绿波段反射率所建立的反演模型具有更高的准确性, 决定系数、均方根误差、平均相对误差分别为0.92%、0.07%、10.85%。本文所建立的模型可以估算大型绿藻亚像素覆盖度, 实现Landsat卫星影像对大型绿藻的精细监测。     

基于无人机遥感的潮沟分异与植被及地形关系研究

潮沟作为陆海之间的重要物质、能量、信息交换通道,其发育情况将决定潮滩上植被群落生长和演替的方向,同时植被的生长也将影响潮沟的发育和地形的演变。为了研究江苏盐城滨海湿地潮滩植被类型分布和其对潮沟发育的影响,在无人机技术支持下,通过反演潮滩地形高程模型和提取植被信息,对条子泥南部潮滩进行了观测。结果表明：（1）随着互花米草群落的扩张,潮滩原有盐沼植被群落出现了斑块萎缩的现象;（2）随着潮沟向内陆延伸,其沟底逐渐被互花米草占据,互花米草呈现明显的沿潮沟分布;（3）潮沟两侧有沿岸堤出现,互花米草对潮沟及附近滩面的地形有抬升的作用。由此可以看出,潮沟的发育将加速互花米草的入侵,且其入侵可改变潮滩原有地形和植被类型组成。这有利于进一步认识潮沟在潮滩上发育时是如何影响植被种群分布状况,并展现了植被分布对于潮沟发育的反作用,为当地互花米草的治理和无人机技术在其中的运用提供一定参考意见。