小型無人機遠程圖像傳輸?shù)膽?yīng)用研究摘要無人機指的是在低空領(lǐng)域內(nèi)具有準(zhǔn)確性、靈活性、高效性等類型用于圖像傳輸?shù)妮d體，對于無人機在行業(yè)內(nèi)遙感技術(shù)的應(yīng)用和創(chuàng)新，與信息溝通有著密切的聯(lián)系。由于科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進步，電子類產(chǎn)品迅速進入人們的生活，無人機的遠程圖像傳輸體系不論是在硬件設(shè)備上，還是在信息提取的方法上，發(fā)展可謂是突飛猛進；此外，對于其以后的發(fā)展和在國民經(jīng)濟中的重要地位，都將開啟全新的挑戰(zhàn)。論文首先對小型無人機遠程圖像傳輸技術(shù)進行簡要概述，其次梳理了小型無人機遠程圖像傳輸?shù)陌l(fā)展歷程，在此基礎(chǔ)上闡述了小型無人機遠程圖像傳輸在農(nóng)業(yè)、林草業(yè)、電力、測繪、地質(zhì)災(zāi)害防治等行業(yè)的具體應(yīng)用，最后展望了小型無人機遠程圖像傳輸應(yīng)用的未來發(fā)展。關(guān)鍵詞：小型無人機；遠程圖像傳輸；應(yīng)用；發(fā)展目錄TOC\o"1-3"\h\u158551緒論 1218241.1研究背景及意義 146541.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1319212小型無人機遠程圖像傳輸技術(shù)概述 270322.1無人機介紹 275872.2無人機遠程圖像傳輸技術(shù) 2203033小型無人機遠程圖像傳輸?shù)陌l(fā)展歷程 3221974小型無人機遠程圖像傳輸?shù)木唧w應(yīng)用 4236674.1在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用 4255604.2在林草業(yè)方面的應(yīng)用 5323804.3在電力行業(yè)的應(yīng)用 7276564.4在測繪行業(yè)的應(yīng)用 8151534.5在地質(zhì)災(zāi)害防治行業(yè)的應(yīng)用 9219505小型無人機遠程圖像傳輸應(yīng)用的未來發(fā)展 10163015.1載荷與飛行平臺的一體化集成應(yīng)用 1082065.2多源數(shù)據(jù)融合 109115.3無人機組網(wǎng)作業(yè)與海量數(shù)據(jù)管理 1028044結(jié)語 1119145參考文獻 121緒論1.1研究背景及意義不需要人在駕駛倉內(nèi)進行操控的中型和小型的飛機統(tǒng)稱為“無人機”它的英文名字可以簡稱為“UVA”，是充分利了遠程無線控制設(shè)備以及已經(jīng)編好程序的自動裝置來進行靈活操控的無人駕駛飛機，也可以由微型的計算機進行全程操控。現(xiàn)代的無人機發(fā)展的十分迅速，按照無人機主流的使用場景可以分成兩個不同的種類：分別是民用無人機以及軍用無人機，無人機剛剛發(fā)明出來的時候本身就只是應(yīng)用在軍用市場，之所以能在民間得到廣泛的應(yīng)用，是因為在民間市場有很多人類不能夠參與的使用場景，而無人機的特性剛好解決了這一痛點。本文是對小型無人機的遠程圖像傳輸在行業(yè)內(nèi)的廣泛應(yīng)用和發(fā)展展開研究，探討小型無人機遠程圖像傳輸未來發(fā)展趨勢。通過闡述無人機遠程圖像傳輸在國民經(jīng)濟各行業(yè)應(yīng)用的普及化和標(biāo)準(zhǔn)化，將有助于國家和區(qū)域社會經(jīng)濟的健康發(fā)展。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀無人機在國外的發(fā)展已經(jīng)具有很長的時間，從首臺無機的問世到現(xiàn)代被廣泛的應(yīng)用到民間市場，已經(jīng)經(jīng)歷了漫長的三十年時間。而反觀無人機遠程圖像傳輸體系則沒有那么的受現(xiàn)代人群的關(guān)注和青睞，人們把視點大都放在無人機的操縱便利性以及是否具有友好的使用體驗上面。位于美國的3DR，全稱是3DRobotics，在全球范圍內(nèi)，是研發(fā)飛行器最大的公司，來自全國各地的航模愛好者都非常喜歡其開發(fā)無人機的控制代碼。其中，為航拍所設(shè)計的四軸飛行器3DRSolo，在solo云臺和GoPro相機完美結(jié)合之下，所飛行時間達到了20min，重量是1.5kg，通信網(wǎng)絡(luò)所覆蓋的范圍是800m，圖像延時的時間是180ms。在遠程遙控器的配置上，Solo采用HDMI的輸出接口，以便操作者可以把實時的錄制完整地傳送到顯示器上，此外還可以把虛擬現(xiàn)實的護目鏡與之連接，來以第一視角的角度進行觀看。在法國巴黎，有一家專門制造無人機和無線產(chǎn)品的商家Parrot。在2014年12月的時候，由它所推出最新款的產(chǎn)品Bebop，其特點在于有著魚眼攝像頭，同時在光亮度不高的情況下，也能清晰的顯示畫面?？刹蹲降那逦?，視頻分辨率和視頻編碼分別是1080P，1920*1080，H.264。在德國有一家無人機公司名叫Microdrones。它在進行數(shù)字高清微波系統(tǒng)設(shè)計的時候采用的是一體化的外觀設(shè)計，有著以下的優(yōu)點如重量小、體積不大、功耗小、無延時等，同時電磁還有著良好的兼容性。此外，無人機還配備了HDMI數(shù)字高清和CVBS視頻接收口，最高可接受傳輸?shù)母咔逡曨l影像可高達1080i。無人機在國內(nèi)市場比西方國家要晚上很多年，還是初期的發(fā)展階段。放眼國內(nèi)的無人機市場只有大疆無人機在研發(fā)資金上投資最多，也正是因為付出了巨大的研發(fā)代價，才讓大疆無人機長年操持較高的發(fā)展速度，并且一直一來都是無人機行業(yè)的領(lǐng)頭羊，雖然一直在被行業(yè)的其它無人機廠家進行模仿，但是從來沒有被超越過，稱得上是無人機行業(yè)的佼佼者。就在2016年的三月份，大疆在美國的紐約發(fā)布會上推出大疆全新一代無人機“Phantom4”，中文字是“大疆精靈四”。第四代大疆精靈采用了五顆超廣角攝像頭來同時進行周邊場景的拍攝工作，把拍出來的照片通過內(nèi)部專業(yè)軟件的智能拼接以后可以做成極具視覺震撼車的3D效果。在國內(nèi)進行大量研發(fā)的便于鳥類攜帶的遠程圖像傳輸系統(tǒng)大多是集中在一些有實力的科研單位或者高級學(xué)校場所，另外把虛擬現(xiàn)實的技術(shù)和現(xiàn)代數(shù)學(xué)的理論完美的帶入到無人機的研發(fā)和設(shè)計當(dāng)中。通過大量研究得到的研究成果完全能夠滿足鳥類飛行能夠承受的最大重量，讓無人機設(shè)備能夠做的更加小型化，便利化，節(jié)能化。2小型無人機遠程圖像傳輸技術(shù)概述2.1無人機介紹無人機也就是無人駕駛飛機，在無人機剛剛誕生的時候都是應(yīng)用在軍事場景中，但是隨著科技的發(fā)展和新材料的應(yīng)用，無人機也開始具備民用的價值，并開始被民間市場大量的接受。這幾年因為天氣異常的原因，總是會出現(xiàn)一些突發(fā)的危險情況，比如山林著火和雪山崩塌之類的自然災(zāi)害，這種危險的場景人類是無類抵達現(xiàn)場進行實地考察的，靈活智能的無人機則可以在這些災(zāi)難現(xiàn)場發(fā)揮巨大的作用，在第一時間為人類帶來最新的災(zāi)情動態(tài)，幫助后方的救災(zāi)人員能夠更好的了觖災(zāi)情的實際情況，以便及時的做出應(yīng)對方案，盡可能的挽回一些損失。無人機主要是由發(fā)射及接收系統(tǒng)，數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，操控系統(tǒng)，驅(qū)動系統(tǒng)以及機體部分來構(gòu)成，同時具備了機動性強，反應(yīng)迅速，操控簡單，環(huán)境適應(yīng)能力強的優(yōu)點。2.2無人機遠程圖像傳輸技術(shù)對于無人機視頻圖像的采集，在一般情況下都是處于高度相當(dāng)?shù)倪h距離的采集，因此為了使所采集到的圖像清晰可見，需要進行二次處理。從圖1和圖2可以看出，視頻圖像在傳輸時的整個過程和結(jié)構(gòu)，在機載攝像機下，獲取較好質(zhì)量的視頻信號，再經(jīng)過一定的處理，如對圖像進行編碼或是預(yù)處理，而后送至處理無線通信的單元，對需要編碼的數(shù)據(jù)進行具體的編碼，在此之后，再到調(diào)制器在無人機機載天線的幫助下完成發(fā)射的工作，最后到達地面。圖1發(fā)射系統(tǒng)圖2接收系統(tǒng)3小型無人機遠程圖像傳輸?shù)陌l(fā)展歷程無人機在國外進行正式研究是從一九九二年開始的，時間不長，只有區(qū)區(qū)十多年的歷史，而且大部分都是在動力方面進行持續(xù)的發(fā)力，包括驅(qū)動系統(tǒng)，能源供應(yīng)和飛人機外觀最小化等等，真正在圖像無線傳輸體系的研發(fā)少之又少。JoelM.Grasmeyer在2001年的時候，研發(fā)了黑寡婦的圖像無線傳輸體系，英文名稱BlackWidow。此體系具有調(diào)頻的機制，2.4GHz的發(fā)射頻率，重量是1.4的視頻發(fā)射器，可用于實時傳輸?shù)木嚯x是1.5千米，對于拍攝回來圖像具有清晰性和可辨性。為了使此體系得到更一步的升華，作不斷的研究和開發(fā)，研發(fā)者準(zhǔn)備使傳輸距離3至4千米的目標(biāo)得以實現(xiàn)。二零零一年的九月份，全球最輕便的微型無人機在日本問世，這臺史上最小無人機被命名為“UFR-‖”，無人機的凈重可以達到驚人的12.3克，這首微型無人機能夠按照預(yù)定的程序自主的進行飛行，不需要進行任何的人工干預(yù)。德國的柏林大學(xué)在二零零一年發(fā)布了新型無人機MARVIN，這臺新型的無人機一經(jīng)問世就迅速火爆全球，因為它竟然可以配帶先進的CanonS45數(shù)碼相機，而且還建立了一套先進的圖像無線傳輸體系，能夠通過不同的串口在相機里取得多元化的實時圖像，然后再利用無線傳輸系統(tǒng)把這些圖像迅速的傳到地而接收設(shè)備。美國的加利福尼亞洲的一所大學(xué)在二零零三年成功的研制出帶有圖像無線傳輸系統(tǒng)的新型無人機AVATAR，這臺無人機最大的強項就是通過機載的PC104系統(tǒng)把結(jié)構(gòu)復(fù)雜的處理器重新進行了自定義操作，使得三顆攝像頭在一架無人機上同時運作成為了可能，這種模式在以前的無人機上是不敢想象的，中間的一顆攝像頭是MicroPixC-1024，而兩邊依次排開的攝像頭則是iBOTWebcams，這三顆攝像頭都采用了圖像采集系統(tǒng)和視覺捕捉系統(tǒng)。把Eye-Q屬性的圖像傳輸功能發(fā)揮到了極致，讓視頻能夠利用數(shù)字化的先進科技進行高速處理的進程得到了進一步的推進，讓沒有速度優(yōu)勢的串口也能夠發(fā)揮出最大的潛力，在進行兩個方向的視頻采集時可以發(fā)揮出最大的價值，幫助無人機實現(xiàn)圖像傳輸功能。美國桑德斯公司的“MicroStar”小型飛行器也配備有圖像無線傳輸系統(tǒng)[1]，其中所攜帶的偵察用小型攝像機重4g，在拍攝頻率為每秒30幀的情況下，不管是白天還是晚上都可以保證地面畫面的清晰性。在功能性強大的PRISM無線通系統(tǒng)上，可以實時的把所拍攝到的信息圖像送達至地面控制站內(nèi)，實現(xiàn)了有效傳輸?shù)木嚯x為5km。在2021年的時候，由西南大學(xué)所設(shè)計的無人機的全自動巡查體系中可以看出，無人機的發(fā)展速度是非常快的。其是在5G無人機或是無人機上面裝上倍數(shù)較高的激光、攝像頭或是紅外線等，同時與無人機巡查平臺進行高效的結(jié)合，使無人機的全自動巡查得以實現(xiàn)。再由機載通信終端傳輸相關(guān)的視頻，在5G高速網(wǎng)絡(luò)和相關(guān)的編碼器的幫助之下，使4K視頻的傳輸?shù)靡詫崿F(xiàn)。4小型無人機遠程圖像傳輸?shù)木唧w應(yīng)用4.1在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用對于無人機的應(yīng)用，在農(nóng)業(yè)方面可分成以下兩個部分：一是無人機作業(yè)；二是無人機遠程圖像的監(jiān)測和傳輸。對于無人機遠程圖像的傳輸和傳輸主要體現(xiàn)在以下四點：精準(zhǔn)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、作物的育種、農(nóng)業(yè)資源的調(diào)查及災(zāi)害的評估。如下圖3。圖3無人機遠程圖像傳輸在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用經(jīng)過無人機精準(zhǔn)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，可以快速掌握相關(guān)的信息如作物的信息，土壤的信息和雜草的信息等，在各個方面對作物進行實時的監(jiān)控，以減少作物的病蟲害，提高作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。其中對作物會造成一定影響的主要包括以下幾點:①作物的營養(yǎng)成分：主要受光譜反射率的影響，其中氮素的缺失與會對光譜的特征造成一定的變化，此外還與作物的色素、細胞的結(jié)構(gòu)及含水的比率有著密切的關(guān)系。②作物的病蟲害。③作物的水分含量：作物水分含量的高低與作物蒸騰的速度快慢有著緊密的聯(lián)系，可能會出現(xiàn)作物氣孔降低和葉片卷曲的現(xiàn)象。所以，通過無人機的熱紅外影像，可以對這樣的現(xiàn)象進行實時的監(jiān)控，以減少損失。④作物種植情況和雜草的管理：通過無人機的遠程圖像傳輸，可以清楚的了解農(nóng)作物間的種植密度和成活率等，可根據(jù)不同的情況作適當(dāng)?shù)母摹＂萃寥缐勄榕c耕地質(zhì)量：土壤反射率受土壤有機質(zhì)、土壤水分、氧化鐵等成分的影響。根據(jù)無人機遠程圖像傳輸監(jiān)測土壤質(zhì)地與有機質(zhì)等，生成土壤水分與營養(yǎng)元素圖，進而為作物生長過程中調(diào)節(jié)對作物的要素投入服務(wù)。相對于無人機植保應(yīng)用，無人機農(nóng)業(yè)遙感監(jiān)測才剛起步，離產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用還有較大的距離。站在技術(shù)的高度來看待現(xiàn)在無人機的信息承載能力，的確還存在許多需要提高的地方，在遠程圖像傳輸大規(guī)模的實際應(yīng)用時，需要對有固定模型的數(shù)據(jù)進行大面積的測算工作，盡可能的提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，在標(biāo)準(zhǔn)化的建立上做出杰出的貢獻。另外還要針對信息的融合效率進行持續(xù)的優(yōu)化，把有用的信息和以往的數(shù)據(jù)進行全面的融合，把無人機的遠程圖傳輸系統(tǒng)做到極致，幫助農(nóng)業(yè)部高效的解決實際問題。4.2在林草業(yè)方面的應(yīng)用在進行農(nóng)業(yè)化的全力推進之時，無人機必須利用自己的獨特優(yōu)勢來發(fā)揮巨大的開拓作用，通過高科技的手段來解決更多農(nóng)業(yè)問題[2](圖4)。超高的分辨率和豐富的紋理特性是光學(xué)影像的巨大優(yōu)勢，在基于強大智能識別能力的基礎(chǔ)上進行持續(xù)的優(yōu)化升級工作，把實現(xiàn)對全部樹種的精準(zhǔn)識別當(dāng)成首要突破的難題，利用雷達技術(shù)穿透三維云層，把具有高集成性的草原場景進行了全面的測算，以動態(tài)化的景象來呈現(xiàn)生物信息的有效特征，讓遠程圖像傳輸達到最好的效果[3]。圖4無人機搭載多元傳感器用于林草業(yè)定性和定量產(chǎn)品生產(chǎn)與決策無人機能夠搭載超強的數(shù)碼相機，用以獲取更遠距離的圖像數(shù)據(jù)，把圖片資料和視頻資料進行科學(xué)的分類，用強大的運算能力代替后續(xù)人工操作的部分，同時還能夠快速的做好記錄和存檔的工作，在最大的拍攝范圍內(nèi)把森林以及草地的全貌盡收眼底。通過合理的草案對實踐中遇到的突發(fā)情況進行有多元化的分析，在執(zhí)行信息驗收的過程中選擇無人機曾經(jīng)拍攝過的實際場景，把森林的有效占地面積進行有效的統(tǒng)計，得出最后的造林成活機率。機動性超強的無人機系統(tǒng)，在進行實時的信息采集工作時，都會對森林和草原的實際占地面積給出準(zhǔn)備的計算結(jié)果，再結(jié)合空氣的干濕程度，科學(xué)的推測出可能發(fā)生火災(zāi)的機率，然后再根據(jù)實際情況做出相應(yīng)的補救方案，結(jié)合地形和空間的形勢做出更多的備選方案，極大的減輕了林業(yè)人員的工作強度[4]。當(dāng)無人機利用強大的紅外線掃描設(shè)備對病害草場展開持續(xù)掃描的時候，可以通過超清的攝像頭拍攝出蝗蟲的實際分布圖形[5]。在進行森林火災(zāi)的監(jiān)控工作時，無人機的高空間影像感應(yīng)器發(fā)揮著巨大的作用，能過一些歷史的研究資料可以看出，對于森林火災(zāi)的實際監(jiān)測能夠驚人的百分之八十七，識別精確率更是能夠達到驚人的百分之八十九點二[6]。在當(dāng)前的一些傳感器收集到的數(shù)據(jù)中能夠發(fā)現(xiàn)一些森林火災(zāi)的事發(fā)原因，為以后森林火災(zāi)的防制工作提供了極大的參考價值[7]。當(dāng)下，在林草業(yè)方面，無人機的遠程圖像傳輸所采取的應(yīng)用是在無人機影像與激光點云的結(jié)合之下，在同一平臺上各自發(fā)揮優(yōu)勢，為了使林草生態(tài)系統(tǒng)更和諧健康的發(fā)展。同時，對于全國的林草業(yè)系統(tǒng)來說，并不存在完整性，所缺少的就是在復(fù)雜的地形之下，軟件和硬件形成一體化的飛行平臺，缺少一定的應(yīng)用性，沒有正式化的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，也沒有與之相關(guān)的規(guī)范章程，國家林業(yè)局，草原局和規(guī)劃設(shè)計院等國家部門，曾對無人機的遙感技術(shù)展開了一定的調(diào)查并實施了相關(guān)的應(yīng)用，所涵蓋的范圍主要有對森林資源的調(diào)查、對營造林的核查、對林業(yè)的執(zhí)法、對災(zāi)后的調(diào)查等。與林業(yè)的應(yīng)用相比，無人機的遠程圖像傳輸對于草地的應(yīng)用更為落后，還要花費大量的時間和精力來進行下一步的探究。拿激光雷達來說，在林草業(yè)上的應(yīng)用和研究大部分集中于森林，對于草地幾乎是沒有涉及，因為其對傳感器的精度要求非常高，此外數(shù)據(jù)的采集也是異常麻煩，在森林中所適用的傳統(tǒng)算法必須經(jīng)過改正或是創(chuàng)新之后才能在草地上適用。而當(dāng)下，中國的林草業(yè)正是處于信息化和快速發(fā)展的時期，如果想要把無人機的遠程圖像傳輸技術(shù)融入到林草業(yè)的生產(chǎn)實踐之中，在這個全新的領(lǐng)域內(nèi)，一定要做全面的分析和研究，才可以促使其健康的發(fā)展。4.3在電力行業(yè)的應(yīng)用因為這些年無人機普通出現(xiàn)在電力行業(yè)的巡查工作上，利用無人機機動性強的特性為電力企業(yè)減輕了極大的負擔(dān)，在工節(jié)約大量人力物力的同時還能夠極大的搞高線路檢查的效率，同時在線路運行質(zhì)量上也起到了至關(guān)重要的作用?，F(xiàn)代的無人機都搭載了超清的高分攝像頭，再利用各種各樣先進的傳感器來對線路進行全方位的勘察，再利用線外線熱成像技術(shù)把周圍的環(huán)境以及附近的電子設(shè)施進行高清的影像傳輸，讓地面的電力工作人員能夠輕松的收到前方線路的一切數(shù)據(jù)信息，真正做到足不出戶安心巡查，在源頭上避免一切電路災(zāi)害，保護國家和人民的財產(chǎn)安全[8]。利用先進的無人機進行線路的高效巡查相比人工操作來說，無人機在任何方面都能夠發(fā)揮出巨大的優(yōu)勢，這些優(yōu)勢體現(xiàn)在多角度和多維度的空間，同時還能注意全部細節(jié)[9]；另外無人機在執(zhí)行線路巡查的工作時，還能夠忽略一切環(huán)境的因素，無論是高山還是懸崖都不能阻止無人機巡查的進程，而人類面對這些環(huán)境則會叫苦連天[10]。在2009年之前，“無人機巡線”的想法是由國家電網(wǎng)與南方電網(wǎng)提出的，那是因為無人機技術(shù)在當(dāng)時并不是很發(fā)達，卻有著很多的公司力致服務(wù)電力巡線，其中包括有易瓦特科技公司、飛艾維航空科技公司、科比特航空科技公司、北方天途航空公司等，此外還有德國的Microdrones公司和法國的Delair-Tech公司等，同時還設(shè)有專業(yè)的設(shè)備與算法。當(dāng)前的情況是，傳統(tǒng)的巡線由無人機電力巡線所慢慢取代，使電網(wǎng)運行的風(fēng)險得到了大大的降低，給電力公司帶來了一定的經(jīng)濟利益。以其以后的發(fā)展和應(yīng)用中，無人機的巡檢在技術(shù)上還要進行以下方面的優(yōu)化與改進如起降方面的技術(shù)、定位方面的技術(shù)、像控方面的技術(shù)、遠程操控方面的技術(shù)、自動駕駛方面的技術(shù)、數(shù)據(jù)處理方面的技術(shù)等，為以后的全國巡線工作奠定堅實的基礎(chǔ)。4.4在測繪行業(yè)的應(yīng)用無人機在中國的民用市場發(fā)展的十分迅速，在許許多多的使用場景都能夠發(fā)揮巨大的作用，利用自身獨特的飛行優(yōu)勢在各種極端天氣下正常的執(zhí)行任務(wù)，沒有任何的意外情況發(fā)生。無論身處怎樣的環(huán)境，無人機總是能夠運用高科技的手段來完成自己的拍攝任務(wù)，特別是在進行各種測量工人的時候，無人機更是能夠把高清的攝像頭發(fā)揮到極致。再加上我國這幾年科技的迅猛發(fā)展，無人機的飛行技術(shù)和高清拍攝功能已經(jīng)達到了世界先進水平，已經(jīng)具務(wù)足夠的能力來完成更多更復(fù)雜的特殊飛行任務(wù)[11]。對于測繪方面，當(dāng)下所采取的技術(shù)手段為可分成三類：立體測量、傾斜測量及激光雷達測量。與此同時，無人機SAR測繪的技術(shù)也在迅速的發(fā)展。無人機航拍體系之所以能被廣泛的應(yīng)用原因是在于其具備一定的機動性與靈活性和較高的影像分辨率。在城市的三維重建中，無人機的傾斜測量結(jié)果作為最重要的數(shù)據(jù)來源而存在[12]，與傳統(tǒng)式的垂直立體測量相比，無人機的傾斜測量可以使高程測量的精度得以提高，所以適用于城市的精度測繪、公路的精度測繪等。隨著時間的發(fā)展，激光雷達傳感器也在的無人機領(lǐng)域內(nèi)得到快速的發(fā)展，在高精度的測繪中被廣泛的應(yīng)用，其中應(yīng)用最多的地方在于森林中山地的測繪(如下圖6)。圖5無人機激光雷達點云數(shù)據(jù)(a)生成的數(shù)字高程模型(b)和等高線(c)4.5在地質(zhì)災(zāi)害防治行業(yè)的應(yīng)用無人機往往工作在高山低谷的復(fù)雜環(huán)境之下，環(huán)境的復(fù)雜程度極高而且還十分惡劣，如果是派送人工親自前往現(xiàn)場的將會極大的拖慢地質(zhì)勘探，非常不利于地質(zhì)災(zāi)害的防治工作，而且復(fù)雜的野外環(huán)境還會給工作人員帶來極大的安全風(fēng)險，許多工作人員都不愿意前往危險系數(shù)過高的場景進行實地的巡檢工作，就算是有人愿意前往也只能是龜速蠕行，根本無法做到高效的采集工作，完全無法滿足地質(zhì)災(zāi)害防治工作的要求。另外由于環(huán)境過于復(fù)雜，一些傳統(tǒng)的測量和采集設(shè)備也不能滿足巡檢工作的實際需求，從而帶來測量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確的后果，極大的弱化了現(xiàn)場人員的工作能力。在面對突發(fā)事件如自然災(zāi)害的時候，除去危險系數(shù)和時間的問題，無人機遠程圖像傳輸有著其特有的優(yōu)勢，在諸多次的自然災(zāi)害中都發(fā)揮了重大的作用如海嘯、地震、崩塌、火山噴發(fā)以、泥石流及滑坡等[13]；在對山區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害進行調(diào)查的時候，無人機遠程圖像傳輸技術(shù)的應(yīng)用面也是非常廣泛的如對泥石流的物源監(jiān)測、對地裂縫的搜索、對滑坡邊界的分析、對崩塌巖體的調(diào)查、對體積的測量等，對于高植被區(qū)域所應(yīng)用的激光雷達在發(fā)展上可謂是一躍千里，在激光的多回波特高效的運用之下，使真實地貌得以顯現(xiàn)，同時避免災(zāi)害的發(fā)生[14]；通過無人機遙感技術(shù)所取得的具備高精度性和高分辨率的地形數(shù)據(jù)，為地質(zhì)分析提供了有利依據(jù)，從某些方面來說，可以減少和預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，或是及是早的做災(zāi)前準(zhǔn)備工作[15]。5小型無人機遠程圖像傳輸應(yīng)用的未來發(fā)展5.1載荷與飛行平臺的一體化集成應(yīng)用在小型化和高集成化的無人機標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用中，無論是遠程的攝像還是近距離的傳輸都將會成為未來的發(fā)展趨勢。微型無人機已經(jīng)在一些西方國家得到了長足的進步，讓更多無法采集的數(shù)據(jù)能夠更被更輕易的獲取，通過數(shù)據(jù)牽引技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，無人機在執(zhí)行多任務(wù)處理的時候?qū)邆涓痈咝У哪芰?。在對開放結(jié)構(gòu)進行大面積升級的時候，把信息的存儲能力也進行了全面的優(yōu)化工作，讓更多和GNSS相關(guān)的高集成度設(shè)備能夠被廣泛的應(yīng)用，給多類型協(xié)同工作的場景帶來更多的創(chuàng)作靈感，發(fā)揮出無人機強大的偵察潛力。5.2多源數(shù)據(jù)融合多源數(shù)據(jù)融合是行業(yè)應(yīng)用的基礎(chǔ)和發(fā)展方向，能夠解決單一數(shù)據(jù)源難以系統(tǒng)地獲取目標(biāo)信息的問題，以發(fā)現(xiàn)交叉領(lǐng)域內(nèi)新的信息。硬件的不斷發(fā)展和創(chuàng)新是促使無人機多源化數(shù)據(jù)遙感得以實現(xiàn)最主要的方法。眼下因為無人機的載重量是十分有限的，對同一個地區(qū)的數(shù)據(jù)獲取一定要通過多次的飛行和測量，然后進行融合得出最終的數(shù)據(jù)。在進行無人機遠程圖像傳輸?shù)臅r候，數(shù)據(jù)的融合有以下難點：①不同空間上分辨率的數(shù)據(jù)融合；②不同時間上分辨率的數(shù)據(jù)融合；③不同維度上的數(shù)據(jù)融合。5.3無人機組網(wǎng)作業(yè)與海量數(shù)據(jù)管理放眼現(xiàn)代的民用機市場無人機在這個舞臺上得到了長足的發(fā)展，中國無人機在技術(shù)水平上已經(jīng)達到了國際平均水平。只是在無人機的應(yīng)用軟件方面還是存在著極大的提升空間，需要一些實力超強的企業(yè)站出來成立一個龐大的無人機軟件平臺，用豐厚的資金獎勵來吸引更多的軟件開發(fā)人員參與無人機軟件的開發(fā)。在遙感應(yīng)用上投入更多的精力來做產(chǎn)品的研發(fā)工作，通過更多的渠道和廣大的無人機用戶進行親密的互動，從他里獲更多的場景使用需求，把這些真實的需求和建議做出科學(xué)的融合，最后全部體現(xiàn)在未來的應(yīng)用軟件上[16]。所以說無人機在軟件開發(fā)層面依然具有強大的發(fā)展前景。結(jié)語技術(shù)的跨越發(fā)展帶了無人機全球化的發(fā)展趨勢，這多年來無人機取得的累累碩果全世界的人們都可以做見證，在未來的5G市場中還會給無人機提供更多的便利的服務(wù)，在通信能力極大的助力無人機，讓復(fù)雜的通信需求能夠被快速的實現(xiàn)，提高無人機在惡劣環(huán)境下的通信實力，無線電傳輸?shù)募夹g(shù)也會在5G網(wǎng)絡(luò)中得到更加完善的應(yīng)用。在5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到全面普及之后，無人機市場將會再一次得到大只積的擴張，那時候無人機在各個不同的領(lǐng)域都會綻放出更大的光彩，給人類文明帶來極大的繁榮。無數(shù)的軟件開發(fā)者能夠在這個巨大的平臺上開發(fā)各各種各樣的應(yīng)用，用來滿足大量的無人機軟件需求。參考文獻[1]Guimar?esN，PáduaL，MarquesP，etal.Forestryremotesensingfromunmannedaerialvehicles:Areviewfocusingonthedata,processingandpotentialities[J].RemoteSensing，2020，12(6):1046.[2]趙國帥.無人機遙感在林業(yè)中的應(yīng)用與需求分析[J].福建林業(yè)技，2017，44(1):136-140.[3]郭慶華，劉瑾，陶勝利，等.激光雷達在森林生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測模擬中的應(yīng)用現(xiàn)狀與展望[J].科學(xué)通報，2014,59(6):459-478.[4]軒俊偉，鄭江華，倪亦非，等.基于動力三角翼平臺的草原鼠害遙感監(jiān)測研究[J].中國植保導(dǎo)刊，2015，35(2):52-55.[5]李風(fēng)賢.無人機技術(shù)在草原生態(tài)遙感監(jiān)測中的應(yīng)用與探討[J].測繪通報,2017(7):99-102.[6]張增，王兵，伍小潔，等.無人機森林火災(zāi)監(jiān)測中火情檢測方法研究[J].遙感信息，2015，30(1):107-110-124.[7]張嚴風(fēng),趙璠,寇衛(wèi)利,等.無人機在林業(yè)災(zāi)害監(jiān)測中的應(yīng)用[J].世界林業(yè)研究,2020,33(2):62-67.[8]YangJT，KangZZ.Voxel-basedextractionoftransmissionlinesfromairborneLiDARpointclouddata[J].IEEEJournalofSelectedTopicsinAppliedEarthObservationsandRemoteSensing，2018，11(10):3892-3