宁陕县开发实施中测系列固定翼轻型无人
机航摄系统可行性报告
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目 录
前 言 ..................................................................................................................... 3 第一部分 无人机航摄系统在宁陕县新农村建设工作中的意义 ....................... 8 第二部分 建立自然灾害预警系统 ....................................................................... 9 一、 森林火灾防范工作中的应用 ............................................................... 9 二、 泥石流灾害的防范作用 ....................................................................... 9 三、 汛期汛情勘察工作的应用 ................................................................. 10 第四部分 无人机在遥感航拍中的应用 ............................................................. 10 第五部分 应用领域 ............................................................................................. 12 一、 空中拍摄的运用 ................................................................................. 12 二、 低空遥感中的运用 ............................................................................. 12 三、 精准农业领域的运用 ......................................................................... 12 四、 电力部门的运用 ................................................................................. 12 五、 智能化交通领域 ................................................................................. 13 六、 公共安全领域 ..................................................................................... 13 七、 国土资源领域 ..................................................................................... 13 八、 旅游领域 ............................................................................................. 15 九、 气象探测领域 ..................................................................................... 15 十、 无线电信号空中转发 ......................................................................... 15
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前 言
1. 研究目标
研究集成多套适用于城镇和乡村飞行作业的超轻型飞机/无人机低空数码遥感系统，将该系统经过一些专题的试飞应用和数据处理，总结出小范围农村低空摄影飞行的方案与遥感影像的处理工艺，为最终实施全国范围内的新农村高精度轻小型低空遥感数据获取和处理提供完整流程的生产装备和处理技术。 2. 研究内容
（1）数码传感器与飞行平台的系统集成研究
包括飞机机型的选择与改装、轻小型航空数码影像获取系统研究。包括：单镜头数码相机前端的光学系统和数码后背的集成、双镜头和四镜头大幅面数码相机的拼接硬软件研究、视频摄像机/LIDAR等设备的集成研究、数据获取装置稳定平台、GPS导航信号接口、飞行导航、摄影操作控制软硬件系统和旋偏纠正云台的研制、电源系统等的集成安装及相互协调等。
（2）飞行试验研究
第一，对集成系统的软硬件进行验证以便改进优化设计；第二，进行数码航摄工艺流程探索总结，包括航摄方案设计、航摄实施、数据预处理；第三，对高精度轻小型低空数码遥感系统的性能优缺点进行测试分析。 （3）影像处理技术研究
针对不同的低空飞行平台获取的数据进行并行处理实验研究，总结低空类影像和低空LIDAR点云的处理方法和流程等。
一、 拟解决的关键技术
1. 轻小型航空器改造及荷载优化安置技术
针对轻小型航空遥感系统高精度、灵活机动的要求，结合轻小型航空器、
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遥感载荷、POS与稳定平台各自的特点，进行轻小型航空遥感系统的总体优化设计；改造国内成熟的轻小型航空器以适应遥感系统配装，完成轻小型航空遥感系统的系统集成；进行航空遥感系统检校与测试，并进行高分辨率（1：500制图）遥感作业及地面监测（如轻小型无人飞行器）测试验证。 2. 轻小型航空遥感系统飞行试验研究 （1）空中试验飞行指挥系统研制
研究集成飞行指挥系统，使得轻小型飞行平台能够满足空军和民航对管理飞行器的技术要求，拥有合法飞行资质，同时能够根据遥感任务需要自主管理飞行航线和飞行方式。
（2）地面运输保障系统研究
主要包括设计研制轻小型遥感系统飞行器运输保护系统，即飞行器专用运输集装箱，用于地面转场装载飞行器，避免颠簸、雨水等因素造成损伤。必须符合交通车辆管理要求。其次研究建立飞行器外场作业的维护保障系统。第三根据不同传感器研究建立各自维护保障系统。 （3）飞行试验软件系统开发
开发飞行试验的全流程作业软件，包括轻小型航空遥感任务设计软件、飞行管理软件开发、航摄质量检查软件。 （4）验证飞行研究
研究不同的载荷结合POS系统和稳定平台，选取不同的组合方案开展飞行实验和测试。主要研究以下内容：
根据不同的任务制定不同的飞行测试方案，重点为组合方案优化，不同飞行方式研究；
数码航空相机结合POS系统和稳定平台的飞行实验；
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轻小型激光雷达系统的飞行实验；
根据不同传感器的飞行检校测试，如测定位置偏心量和安装角度等。 3. 轻小型航空遥感系统数据集成处理技术研究
针对轻小型航空遥感系统区别于卫星遥感和普通航空遥感的特点，研制一套适用于轻小型航空遥感系统及其所开拓的新应用领域共性技术的光学影像处理算法及软件。具体研究下列内容：
解决云下低空获取的厘米级高分辨率影像面临的幅面小、片数多、只能施设稀少地面控制点等困难，研制全自动化特大区域的空中三角测量软件；解决复杂姿态、复杂重叠高分辨率影像高精度量测问题，研究能适应高精度、高复杂度摄影测量处理算法和软件；解决在双目立体条件下难以实现建筑物多面体细节量测的困难，研究基于多视几何学原理的建筑物多面体景观建模的算法和软件，开拓三维数字新农村的应用领域。
二、 拟采取的研究方案及可行性分析
1. 研究方法
（1）轻小型航空遥感系统的系统集成研究
针对轻小型航空遥感系统高精度、灵活机动的要求，结合轻小型航空器、遥感载荷、POS与稳定平台各自的特点，进行轻小型航空遥感系统的总体优化设计；改造国内成熟的轻小型航空器以适应遥感系统配装，完成轻小型航空遥感系统的系统集成
（2）轻小型航空遥感系统飞行试验研究
根据不同任务，选择不同载荷组合，研究制定飞行试验方案。选择起降场地，开展飞行试验，包括空域申请，飞行实施，数据的测试分析，各种传感器及配
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