一（yī）、无人机遥感在气象监测中的应（yīng）用
无人（rén）气象飞机可装（zhuāng）载遥感设备对温度（dù）、湿度（dù）、压强等气象参（cān）数进行遥感（gǎn）测定, 而且这方面的研究取 得了一定的成果。美国在20世纪60年（nián）代就（jiù）开始采用名（míng）为Com pass Cope 的遥控飞行（háng）器(RPV)即无人机代替气象飞机 WC -130 作（zuò）为空中气象侦（zhēn）查平台通过 1970 年（nián）到 1974 年（nián） 5 年（nián）的飞（fēi）行试验,认（rèn）为无人机（jī）有诸多优（yōu）点可以代替气象卫（wèi）星。
在（zài）世界气象组织(WMO)大（dà）气探测（cè）委员（yuán）会和（hé）国际科学联（lián）盟理事会支持下,国（guó）外提出了微型无人驾驶探空飞机发展计划（huá）。中国气象局也（yě）将微型（xíng）无人驾（jià）驶飞（fēi）机探空的研究（jiū）工作列入“八五”计划。马舒庆等用GPS导（dǎo）航无人机携带数字电子探空仪在河北（běi）省怀来县（xiàn）和南（nán）昌北郊南昌新机场两（liǎng）地进行了1000m 和 3000m 的高（gāo）度探测试验（yàn）,并将（jiāng）风速测量结（jié）果与探空（kōng）站雷达（dá）测得的结（jié）果进（jìn）行比较和两（liǎng）种测量技术（shù）所得的结果非常接（jiē）近,且温度、气（qì）压（yā）、湿度（dù）和测量精（jīng）度也都达到设（shè）计（jì）指（zhǐ）标。
昆明俊（jun4）鹰（yīng）无人机（jī）等利用（yòng）微小型无人（rén）机探测气象参数,该方法可以在空中长时（shí）间、大区域连续监测天气变化得到高（gāo）精（jīng）度测量结果。
二、无人（rén）机遥感在（zài）资源调（diào）查与（yǔ）监（jiān）测（cè）中应（yīng）用
无人机遥感在资源调查与监测方面的（de）应用主要是土地、资（zī）源调查（chá）与（yǔ）分类,环（huán）境监（jiān）测等。
广西气象减灾研究所（suǒ）的马轮基等2002年利（lì）用（yòng）装载佳能（néng）EOS 300D型（xíng）数码照相机的无人机对（duì）广西（xī）武鸣县进行土地资（zī）源（yuán）调查 ,得到（dào）的（de）武（wǔ）鸣（míng）县城区域土地利用遥感图。经实地（dì）取样测（cè）量检验定（dìng）位平均（jun1）偏差 1 m ,最大（dà）偏差 2 m ,水平方向上长度变形小于 1 %, 基本（běn）没有角度变形 。
2003 年（nián）中国测绘（huì）科（kē）学（xué）研究院研制完成的（de） UAVRS — Ⅱ型低空无人机遥感监测系统选用高分（fèn）辨率面阵 CCD 数（shù）码相机作为主要遥（yáo）感设（shè）备 ,实现（xiàn）了（le）大比例尺航摄的面（miàn）积覆盖 ,并通过国土资源部组（zǔ）织的部级（jí）验收。谢彩香等（děng）根据中药资（zī）源分（fèn）布（bù）特（tè）点利用无人机进行抽样调查（chá） , 结（jié）合航天遥感（gǎn）计算中药资源的总（zǒng）量, 大（dà）大节省了成本,并使其结果具有统计学的可（kě）靠性。
台湾（wān）大学（xué）理学院空间信（xìn）息研究中心利（lì）用无人机拍摄（shè）低空大比例（lì）尺（chǐ）图像 ,配合（hé） FORM OSA T2 分（fèn）类进行异常提取, 解译桃园县非（fēi）法（fǎ）废弃堆积物(固体（tǐ）垃（lā）圾等), 用于环境污染和执法调（diào）查。朱子豪等（děng） 2004 年使（shǐ）用无（wú）人机携带大（dà）面阵数码相机在（zài）台湾盐寮福隆（lóng）海岸进行追踪调（diào）查, 对沿（yán）岸环（huán）境、土地、厂房、污染等进行了监测（cè）。
2004 年 4 月,马轮（lún）基等以（yǐ）1200 m 的飞行（háng）高度对武汉市东（dōng）湖南（nán）半部（bù）的“雁中（zhōng）咀” 、“磨山（shān）”附（fù）近水域进行无人机遥感监测,得到三个区（qū）域的湖水水色的（de）差异（yì）情况图（tú）,并（bìng）分析了（le）东湖南（nán）半（bàn）部（bù）水域水（shuǐ）质（zhì）情况。
三、无人（rén）机遥感在测（cè）量方面（miàn）的应（yīng）用（yòng）
昆明俊鹰无（wú）人机远赴非洲、丽江大（dà）峡谷等自（zì）然条件恶（è）劣配件工（gōng）具奇缺的（de）国内（nèi）外航拍，凭着丰富的航拍经验及认真充分的准备，成功完成航测（cè）任务！
马瑞升等在分析无人机遥感影像几何变形（xíng）理论基础上,利用标准图形垂直摄（shè）影法标定相机（jī）, 建立相机误差纠（jiū）正模型 ;使用大比例尺地形图作为（wéi）底图, 通过同名点配（pèi）准纠正航摄影（yǐng）像, 全过程（chéng）不使（shǐ）用（yòng）外方位元素 ,最（zuì）终（zhōng）影像经实（shí）际检验, 单（dān）点定位平均误差为 1.0 m 左右, 且基（jī）本没有（yǒu）角度变（biàn）形。崔红霞等 2005 年（nián）进行了（le）单相机无人机航摄试验, 结合常规的（de）摄影测量方法对（duì）航片进行后处理, 结（jié）果表明:其相对定向（xiàng）误差（chà）为 0.008 pixel , 最大误差为 0.019 pixel ;绝对定（dìng）向（xiàng）的平面误差 0.111 mm , 高（gāo）程误差 0.117 mm 符合（hé）摄影测量的精度要求。
孙凡等（děng）利用光（guāng）校参数和软件配准法对（duì）无人机多光谱成像仪图像进行校正、彩（cǎi）色合成和（hé）图像配准 ,并在此基础上提出采用光校参（cān）数法与软（ruǎn）件（jiàn）配准法相结合可得到更（gèng）好的（de）配准效果。宋姝婧等在 M apObjects 控件和 MS Visual Studio.Net 开（kāi）发环境（jìng）下实现（xiàn）了无人机遥感航迹实时（shí）显（xiǎn）示。勾（gōu）志阳等人从像片重迭（dié）度、航（háng）带弯曲、像片（piàn）旋转角及航高差等方面（miàn）对无人机航空（kōng）摄影质量进（jìn）行评定 ,绘制了无（wú）人机实飞航迹（jì）与预设航迹,显示了无（wú）人机（jī）的定（dìng）点（diǎn）拍（pāi）摄效果 ,结（jié）果说明无（wú）人机空中摄影质量可（kě）满足摄影测量的基本要求。
四、无（wú）人机遥感在突发事件（jiàn）处理中的应用（yòng）
如何（hé）应对（duì）突（tū）发（fā）事件（jiàn）(如交通火灾、大型（xíng）输油管道火灾、森林火灾、核电站险（xiǎn）情救援（yuán）等)常常是一个令人头疼的问题, 无人机以其高机动性能（néng）为人（rén）们应对（duì）突发事（shì）件（jiàn）提供了新的（de）途径。
当火灾现（xiàn）场情况复杂（zá）或者受（shòu）现（xiàn）场环境（jìng）限制时,消防员无法靠近现场作战, 指挥员无法了解现场（chǎng）情况,无法（fǎ）制（zhì）定快速有效的作战方（fāng）案。无人机最突出的优点在于它可以用最短的时间 ,最大限度地接近灾情现场（chǎng） ,提供最直接、最真实的第一手数据, 观测到消（xiāo）防（fáng）人员无法抵达的区域（yù）, 监视（shì）灾（zāi）情发（fā）展为制定有效的（de）作（zuò）战方案（àn）提供依据。
美国运输（shū）部（bù）示范性地建立了基于无人机的遥感系（xì）统, 将其应（yīng）用于快速获取道（dào）路运输网络（luò）的图像并对所（suǒ）得信息进行快速分析 , 应用无人机取得（dé）近实时遥感影像对地震后出现问（wèn）题的（de）道路、桥梁进行评估,用以快速确定震后救灾的路（lù）线。
美（měi）国 Nicolas Lew yckyj 等人利用（yòng）无人机遥感在北卡罗莱纳洲进（jìn）行自（zì）然灾害（hài）调查 ,通过（guò）正（zhèng）射影像（xiàng）处（chù）理（lǐ）与分析准确评（píng）估（gū）场（chǎng）房和村庄的损失（shī）, 显（xiǎn）示了（le）无人机遥感（gǎn）具（jù）有（yǒu）的（de）快速反映能力, 为灾（zāi）害的治理提供（gòng）了及时（shí）、准确的数。日（rì）本（běn）减灾组织使用 RPH1和YA NMAHA无（wú）人机携带高精度数（shù）码（mǎ）摄像机和雷达扫描（miáo）仪对（duì）正在喷发的火山进行调查 ,抵（dǐ）达人（rén）们难以进入（rù）的地区（qū）快速获（huò）取（qǔ）现场实况, 对灾情进行（háng）评估。
之后,日本环境省又利用 YAM AHA 无人机加（jiā）载（zǎi）核生化传感器进行核污（wū）染监测（cè） ,对不同（tóng）地理（lǐ）环境, 不同埋（mái）藏深度的辐射源的辐射强度的反映能力进行量化研（yán）究（jiū）,为核电站及其（qí）他核设施的管理（lǐ）提供（gòng）基础（chǔ）数据。马瑞升等开（kāi）发了一套微型无人（rén）机空中火情监测系统 ,并开（kāi）发了相应的地面监（jiān）测软件,经过（guò）试（shì）验该系统已（yǐ）具（jù）备单架次可（kě）完成半（bàn）径 30 km以（yǐ）内 , 面积 80 ～100km2 林区巡护任务。
无（wú）人机也可应用于（yú）我国（guó）防汛检查中, 可（kě）以（yǐ）立体地（dì）查看蓄（xù）滞洪（hóng）区的地形（xíng）、地貌、水库、堤防险工险段（duàn）。遇（yù）到险情（qíng）时,可以实时传递影像等信息,监视险情发展（zhǎn） ,为防汛决策（cè）提供准确的信息 ,大大地降（jiàng）低防汛人员工作的风险,有效地提高（gāo）工作效率。2004 年 7 月马轮（lún）基等对暴雨（yǔ）引（yǐn）起广西桂平市蒙（méng）圩镇洪涝灾（zāi）害调查进行无人机遥感监测（cè） ,第（dì）一时间（jiān）得（dé）到了洪（hóng）涝区（qū）、退水区、非洪涝区等信息（xī）的（de）遥感图（tú） ,创造国（guó）内首（shǒu）次利用自控微型无人驾（jià）驶飞机对洪涝（lào）灾害的遥感监（jiān）测的记（jì）录。
五、存在问题与应（yīng）用展望
无人（rén）机遥感作为一项空间数据采集的重要手段 ,具有续航时（shí）间长、影像实时传输、高危地区探（tàn）测、成本（běn）低（dī）、机动灵活等优点,已（yǐ）成（chéng）为卫星遥（yáo）感与有人机航（háng）空遥（yáo）感的有力补充。随着无人机（jī）遥（yáo）感技术不断（duàn）发展和无人（rén）机市场逐渐成熟 ,无人机遥感（gǎn）将（jiāng）成（chéng）为未来的主要航空（kōng）遥感平台之一（yī）,已（yǐ）经成为世界各国争相研（yán）究的（de）热点课题（tí）。然（rán）而 , 要使无人机成为理（lǐ）想的遥感平台 ,还有（yǒu）多个关键技（jì）术需要解决（jué） :
(1)起降技术改（gǎi）善与抗风（fēng）性能（néng）提高在林（lín）业等许多行（háng）业（yè）的应用以及（jí）突发事件的（de）处置中 ,工（gōng）作环境一般在山（shān）区, 平坦地少 ,树木、电杆、房屋多,对于需要滑（huá）跑、滑降的较大型的（de）无人机来说（shuō）, 往往难（nán）以找到符合起（qǐ）飞要求的场地。在不满足正常起降条件的情况下勉强起降会大大增加飞（fēi）机损坏的可能性（xìng）。
如果使用小、轻型无人机则由（yóu）于飞行（háng）高（gāo）度（dù）低 ,在低空（kōng）作业时受风速、风向影响大。一般（bān）提高抗风性能的方法是增加（jiā）飞机重量, 但起降要（yào）求提高且无人机的载荷非常有（yǒu）限（xiàn）, 同（tóng）时能耗（hào）增大。
所以如何很好的（de）利用弹（dàn）射起飞（fēi）、撞网（wǎng）回（huí）收技术降低无人机对起飞场地的要求以及在（zài）不增加重量或尽量轻的条件下（xià）如何通（tōng）过改进设计和提（tí）高（gāo）飞行控制（zhì）技术来提高抗 风性能（néng）保证飞行的稳（wěn）定（dìng）性 ,这均是无人机成（chéng）为理想的遥（yáo）感（gǎn）平台一个急需（xū）解决的问题。
(2)传感器及其姿（zī）态控制技术由于无人机的载（zǎi）荷非常有限, 要完成高精度的航（háng）摄任务需要高精度的（de）传感器 , 而传统传感（gǎn）器（qì）往（wǎng）往在体（tǐ）积、重量（liàng）等方（fāng）面（miàn）的（de）限制可供（gòng）选（xuǎn）择的不多, 因此（cǐ）需要研究开发适（shì）合无人（rén）机搭载的小、轻型传感器充（chōng）分利用无人机的有限载荷（hé）;
再（zài）则,如何使遥感传感器的控制系统能够根据（jù）预先设定的航摄（shè）点、摄影（yǐng）比例尺、重迭（dié）度等参数以及飞行控制系（xì）统（tǒng）实时提供的飞行高（gāo）度、飞行（háng）速度等数据自动计算并自动（dòng）控制遥感传感器的工作 ,使（shǐ）获（huò）取的遥感数据在精度、比例尺、重迭度等方面满（mǎn）足遥感的技术（shù）要求还需进一步研究（jiū）。
(3)遥感数据传输存储技术无人驾驶飞行器（qì）搭载（zǎi）的主要遥感传感（gǎn）器为面阵（zhèn）CCD 数字相机（jī）,而目前国内市场上（shàng）的小型（xíng）专（zhuān）业级数字相机（jī）还不能达到量测相机的要求 ,所（suǒ）以,为使获取的遥感影像（xiàng）能够满足（zú）大比例尺测图的精度, 应根据相机的几何成像模型（xíng） ,作相（xiàng）关的检校工作,得（dé）到相机的内（nèi）外参（cān）数,必（bì）要时需（xū）要（yào）采用特殊的检（jiǎn）测手段（duàn） ,测（cè）定每（měi）个像（xiàng）元的畸变（biàn）量（liàng）。
另外,大面（miàn）阵 CCD 数字相机获取的影（yǐng）像数据量（liàng）较大（dà）, 需开发专（zhuān）用的数（shù）据传输和存（cún）储系（xì）统（tǒng）。飞行（háng）器的测控数据和遥感数（shù）据（jù）需要（yào）实时传输时还可以通过卫星通讯来实现。
(4)遥感数据（jù）的后处理技术目前的无人（rén）驾驶飞行（háng）器遥感（gǎn）系统多使用（yòng）小（xiǎo）型数字相机作为（wéi）机载遥感设备（bèi） ,与传统（tǒng）的航片相比 ,存在像（xiàng）幅（fú）较（jiào）小、影像数量多等问题 ,所以应针对其遥感影像的特点（diǎn）以及相机定标参（cān）数、拍摄时（shí）的（de）姿态数（shù）据和关几何（hé）模型对图（tú）像进行（háng）几何和辐射校正（zhèng）, 开发出相应的软件进行交互（hù）式的处理。
同时还应开发影像（xiàng）自（zì）动识别和快速拼接软件（jiàn） ,实现影像质量、飞行质（zhì）量的快速检查和数据的快速处理, 以满足整套无人机（jī）遥感（gǎn）系统（tǒng）实时（shí）、快（kuài）速的技术要求（qiú）。
无人机作为一种新型的遥感平（píng）台将得到广泛应用。目前最常（cháng）用的遥感平（píng）台（tái）是卫（wèi）星和有人驾驶的飞机,无人机平台已渐渐显露出（chū）它的重要（yào）性。遥感发（fā）展的一个总的方向是高空（kōng）间（jiān）分辨率、高光（guāng）谱分（fèn）辨率和高时间分辨（biàn）率。航天（tiān）平台由于接收的电磁波必须要通过大气层, 所以（yǐ）必定受到云层（céng）和地（dì）面天（tiān）气的影响,所以通过缩短重访周期（qī）来提（tí）高时（shí）间分辨率是很难达到目的（de）的。而无（wú）人机在云层下方（fāng）,受云层的影响很小,在多（duō）云（yún）天气甚至阴天也能（néng）执行航（háng）摄任务。所以无人机遥感在（zài）提高时间分辨率方面（miàn）具有独特（tè）的优势。
在提高空间分辨率方面, 无（wú）人（rén）机同样具有优（yōu）势。随着多光谱传（chuán）感器水平的提高, 重量（liàng）和体积下降 ,无人（rén）机（jī）遥感在（zài）提高光谱分辨率方面同样具有潜力（lì）。无人机遥感将在下列方面发挥作用:
(1)突（tū）发（fā）事件及灾害（hài）监测
(2)突（tū）发事（shì）件及灾（zāi）害（hài）的发生往往容易导致环境发生改变（biàn）,使救援人员快速亲临现场制定（dìng）解决方案的可能性降低,而通（tōng）过无人（rén）机遥感一方面可及（jí）时迅速地（dì）获（huò）取突发事件及灾（zāi）害的信息（xī）为制定方案提供（gòng）依据, 另一方面又无（wú）需人（rén）员伤亡且受天气（qì）影响小（xiǎo）。
如（rú）2008 年“5.12” 汶（wèn）川地震后（hòu）, 由于地震（zhèn）影响地（dì）球磁（cí）场 ,造成无线电和微波通（tōng）讯的（de）干扰甚至中断,紊乱的电磁波会对飞机仪（yí）表产生极大的影响, 同时天气不（bú）好 ,地形复杂（zá） ,所以通过有人（rén）驾（jià）驶（shǐ）飞（fēi）机去获取地（dì）面（miàn）情（qíng）况十分危（wēi）险（xiǎn）。而要及（jí）时获取（qǔ）航天遥感（gǎn）数据又几乎不可能。而无人（rén）机则因（yīn）为无人员伤亡（wáng）之虑（lǜ） , 受天（tiān）气影响（xiǎng）又很小 ,所以无人机发（fā）挥了独特的作用。其他突发（fā）事件 ,如森（sēn）林火灾扑火指挥、冰雪灾害、洪涝、核电站险情（qíng）救援（yuán）等,无人机遥感将发挥越（yuè）来越大的作用。
(3)高时效（xiào）性的资源（yuán）监测
资源监（jiān）测已经（jīng）由传统（tǒng）的获取资源的（de）数量、位置（zhì）方面向资（zī）源的动态变化监测方向（xiàng）发展, 而无人机具（jù）有高（gāo）时效性 ,能第（dì）一时间获取资源变化数据（jù）,将（jiāng）在以后的林（lín）业资源（yuán）(如林地面积（jī）变化（huà）、木材（cái）资源变化、野（yě）生（shēng）动物监测等)、生态环境、森林（lín）防火等（děng）方面发挥其他（tā）遥感平台（tái）所不（bú）能（néng）比拟的（de）优势。
(3)病虫害、外（wài）来入（rù）侵生物监测
随着全球经（jīng）济一体化速度（dù）的加（jiā）快（kuài）和国际间贸易往（wǎng）来的增多 ,林（lín）业有害生物（wù）入侵（qīn）、扩散、成灾的压（yā）力不（bú）断增（zēng）加。新的外来有（yǒu）害生物入侵频繁, 威胁加剧; 已入侵的（de）松（sōng）材线（xiàn）虫病等有害（hài）生物正也（yě）在不断蔓延（yán）。利用遥感特别是无人机遥（yáo）感、地理信息系统和全球定位系统、计算机网（wǎng）络信息技术等（děng）高新技术手（shǒu）段（duàn） ,组建病虫害和（hé）外来入侵有（yǒu）害（hài）生物的监测预警技术体系 ,研（yán）究生物灾害的发生危害（hài）动态、风险评估及预测（cè）预报,保护生态安全将成为未来研究的新热点。
(4)新农村规划、建设
建设社会主义新农（nóng）村 ,是构（gòu）建社会主义和谐社会的重要（yào）基础（chǔ）,而无人机适（shì）合（hé）在建筑（zhù）物密集的城市地（dì）区和（hé）地形复杂地区应用（yòng）, 必将在大量城镇规划、道路桥梁测量、新农村建设、国土资（zī）源调查、舰载化的海岛（dǎo）测绘（huì）等（děng）诸多领（lǐng）域发挥积极作用。（无（wú）人（rén）机频道）
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