6月15日，由泰伯主辦，以“無處不在的地理信息”為主題的全球地理信息開發(fā)者大會2016(World Geospatial Developers Conference 2016，以下簡稱為“WGDC 2016”)在北京國家會議中心盛大開幕。

　　6月16日，測繪無人機高峰論壇隆重開幕。數(shù)十位無人機領(lǐng)域的專家親臨現(xiàn)場，共商無人機產(chǎn)業(yè)大計。

　　會上，中國測繪科學(xué)研究院攝影測量與遙感研究所研究員孫杰發(fā)表了以“無人機遙感測繪技術(shù)研究及應(yīng)用”為主題的精彩演講。以下是演講實錄(未經(jīng)本人核實)。

　　孫杰：我今天主要講一下，研究和應(yīng)用無人機在測繪領(lǐng)域的一些應(yīng)用的感受。大概分這么五個部分，現(xiàn)在的無人機有航測無人機，有叫測繪無人機，實際上應(yīng)該說測量和遙感都是屬于社會測繪范疇。航測主要是在光學(xué)傳感器，遙感當(dāng)然是包括范圍更廣一些，包括激光雷達等等這些都在無人機上有搭載有應(yīng)用。那么測繪應(yīng)當(dāng)說怎么定義，它主要的要求就是精度問題，所以說無人機在測繪領(lǐng)域應(yīng)用的就特別要關(guān)注精度問題。

　　現(xiàn)在要說無人機遙感定位，遙感平臺大概分天空地這么三種，無人機定位在低空遙感，那么應(yīng)該說它是衛(wèi)星遙感和有人機遙感的一個有效手段。從它目前的作業(yè)效率和應(yīng)用量來說目前頂替不了有人機遙感，頂替不了衛(wèi)星遙感，目前用的一種很好的有效普通手段，所以這個定位無人機遙感定位是這樣的。

　　我們的遙感分幾種形式，一個是航拍航攝也算是遙感，目前拍攝的新聞圖片，各種圖片都算作這個。還有一個是遙感檢測，遙感檢測在應(yīng)急方面用，這個可以有精度，也可以沒精度，也可以低精度，對遙感檢測來說因為它要的比較急，有的時候沒有精度的情況下也可以。如果說遙感測繪成果可量測的滿足比例尺的精度，無人機用于測繪在研發(fā)系統(tǒng)的軟硬件的問題，就是解決精度的問題。我十幾年搞無人機航測遙感從無人機拍下照片之后大概經(jīng)過五年的時間這個數(shù)據(jù)才能夠處理，目前說處理當(dāng)中還是存在一些蓋點，處理以后達到1：2000圖，這是08年。09年是1比1000圖，實際上在之前五年前無人機拍下來了但是成不了，到不了1：1000的精度，里邊有很多工作的難點在里邊。在目前來說處理遙感都會出現(xiàn)精度的問題，多元數(shù)據(jù)如何處理。

　　目前主要是用在1：1000到1：5000成圖上，包括DM，還有DOW，DLG都有，如果給無人機測繪技術(shù)，以無人機為飛行平臺，遙感設(shè)備為任務(wù)載荷，數(shù)據(jù)處理為技術(shù)支撐，按照相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用成果的形式和精度要滿足測繪行業(yè)的需求，那么整個就解決在測量應(yīng)用中的一個產(chǎn)業(yè)鏈的問題，這個問題都解決之后才能應(yīng)用，這是平時我們企業(yè)說的全套的解決方案。

　　這個系統(tǒng)基本組成應(yīng)該是這么三大部分，無人機系統(tǒng)，任務(wù)載荷系統(tǒng)，和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，包括測繪成果在行業(yè)，用到各行各業(yè)里面去，它的業(yè)務(wù)系統(tǒng)的銜接，整個就是全套的解決方案。航測無人機上面載一個相機，好一點的比如(英)公司它就有什么呢?DGPS，INS輔助空三，可以達到測圖。剛才說到風(fēng)大了以后怎么辦?飛機空中顛簸怎么辦?應(yīng)該加PSO系統(tǒng)裝置。有的加不上去，加上去造成系統(tǒng)的龐大或者飛機用起來麻煩。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)也包括這么多內(nèi)容。

　　這個是無人機航拍也可以說遙感測繪建議流程，任務(wù)規(guī)劃，影像獲取，數(shù)據(jù)檢查，數(shù)據(jù)預(yù)處理到處理，最后生成測試成果。

　　那么很多人又問到說無人機用到測繪上到底我這個飛機怎么去做?那么我說當(dāng)時有很多的指標(biāo)，其中有三個指標(biāo)是特別重要的。第一個就是任務(wù)載荷能力，哪怕現(xiàn)在很小的手拋的飛機在微單相機可以，搭載一定重量的，專業(yè)級，可量測型的遙感設(shè)備。

　　飛行控制精度

　　航跡控制精度能保證影像航向重疊，旁向重疊。

　　航高控制精度能保證影象分辨率差別在要求范圍內(nèi)。

　　姿態(tài)控制精度能保證影像旋偏角度在允許范圍內(nèi)。

　　環(huán)境的適用性：對當(dāng)?shù)氐臍庀髼l件、海拔角度、地形地貌的適應(yīng)能力滿足要求。

　　剛才說在高原，玉樹地震當(dāng)時去的時候有的飛機很好，到那兒以后飛不起來，起飛的高度就是4千米，飛機根本飛不起來，是油動飛機。用木頭做的飛機，看起來不起眼，就是那個飛機飛起來了，對環(huán)境的適應(yīng)性很清楚。

　　目前設(shè)備選用解決的難點是什么，一個是輕便應(yīng)用，咱們的無人機越小越輕便，手拋就能起飛是很好的，但是作業(yè)效率也低。作用效率高，作業(yè)時間長，可以載比較大的相機。所以怎么平衡之間的矛盾，讓它找一個比較好的平衡點，也是一個要解決的難點。

　　第二個就需要實際任務(wù)載荷這一塊，任務(wù)載荷到了，油動機也好，電動機也好，載的原油要減少，延長任務(wù)時間，載荷就小了，要平衡這個矛盾也是很重要的。所以每一種型號的無人機系統(tǒng)應(yīng)該說都有它優(yōu)勢的一面，也有劣勢的一面，在研發(fā)設(shè)備時候要找準(zhǔn)市場定位，我這個設(shè)備要瞄準(zhǔn)，我定位在什么市場定位。選購設(shè)備的單位根據(jù)自身的需求，我平時的檢測或者是遙感區(qū)域是大是小是現(xiàn)狀的還是面狀居多。另外有一個應(yīng)用能力，比如買搖動機對人的操控能力比較強，有沒有這個方面能力比較強的操作人員，或者叫飛手，無人機的駕駛員有沒有。如果沒有，那么電動的好操縱，甚至起飛降落基本上不難操作，根據(jù)作業(yè)人員，技術(shù)能力來選擇。

　　設(shè)備研發(fā)與選型---無人機系統(tǒng)

　　有固定翼無人機，無人直升機，多旋翼無人機，垂直起降固定翼，現(xiàn)在在測繪領(lǐng)域都有應(yīng)用，類別很多。起飛重量3公斤以上，手拋型3公斤以上都有在測繪當(dāng)中應(yīng)用，但是目前的主力機型還是在20公斤左右，這是剛才我說的找它的一個平衡點，搭載能力，巡航時間，都比較適中，20公斤左右的還是主力機型。

　　那么在設(shè)備研發(fā)和選型，載荷功能是用于獲取高分辨率的航空遙感影像數(shù)據(jù)，遙感傳感器是必備的設(shè)備。航測或者是測繪型無人機上面基本上不配，有的少部分配了，這些選件用上提高影象質(zhì)量，數(shù)據(jù)精度，處理效率，減少野外工作，降低作業(yè)成本。

　　對遙感傳感器的基本要求，經(jīng)過專業(yè)的技術(shù)方法，對設(shè)備進行精確檢校和標(biāo)定。最權(quán)威?國家測評鑒定中心，這是最權(quán)威的?；卮饎偛艈柕哪莻€問題。提高效率，過去是單臺數(shù)碼相機，現(xiàn)在用到雙拼相機，三拼相機，現(xiàn)在包括四拼相機，還有光電轉(zhuǎn)臺。

　　這是目前比較熱的用的大家開發(fā)應(yīng)用，不是說特別多大家非常想開發(fā)想用的一套系統(tǒng)，無人機傾斜攝影測量系統(tǒng)，主要作為三維城市數(shù)字建模。目前有多旋翼，也有固定翼載荷，多旋翼影像獲取分辨率，操作起來好控制，效率比較低一些。固定翼缺點不能飛太低，我們知道一般的城市哪怕在縣城樓房密集區(qū)飛，操控難度比較大，分辨率比較低。這兩種平臺各有優(yōu)缺點。

　　現(xiàn)在不叫航測叫遙感，目前對于無人機載對于測高儀，磁測儀輕小型化，重量在三公斤五公斤左右，希望把這些設(shè)備搭載和集成到無人機上去，現(xiàn)在這個需求非常強烈。但是目前成套的設(shè)備從作業(yè)需要的各個方面，綜合考慮沒有見到非常好的，有待于我們這些科研單位和企業(yè)帶著無人機去努力。

　　比如右下角的微型SAR大概在三公斤左右，加上其他設(shè)備不到5公斤，選擇能夠搭載它的飛機我當(dāng)時把國內(nèi)有名的幾家，包括軍工企業(yè)無人機看了一個遍，跟著我們領(lǐng)導(dǎo)一起，最后定了一個飛機一個型號，經(jīng)過一年多的時間到現(xiàn)在沒有完全攜程化好。天線放在飛機外面，飛機要經(jīng)過整個改裝，所以沒有太合適的平臺，現(xiàn)在就要根據(jù)這些設(shè)備的特點希望一些企業(yè)開發(fā)一些真正好用的有針對性的開發(fā)一些無人機的平臺。這些年搞研究我也發(fā)現(xiàn)一直是根據(jù)先有傳感器，根據(jù)傳感器再定制這個飛機，這個是一個比較好的研發(fā)或者是應(yīng)用的一個思路。先有飛機后有傳感器，因為傳感器五花八門會變化的。

　　我們也相信隨著新技術(shù)的發(fā)展，將研發(fā)出更多適合無人機搭載的先進高精度的尤其是輕小型化的設(shè)備會越來越多。目前激光來講主要是直升機多，剛才講的也是直升機居多一些，重載直升機這塊是一個發(fā)展的主要平臺。

　　咱們國內(nèi)能選的無人機不是很多。高光譜成像系統(tǒng)，下面要放到固定翼上面，要解決飛行速度，不能飛的太快，也是一些技術(shù)難點需要解決，不是簡單的放到飛機上就去拍就可以了。

　　那么設(shè)備研發(fā)與選型關(guān)于數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，無人機遙感影像的特點，幅較小，像片數(shù)量多，影像有明顯畸變。

　　整個軟件拍攝影像到數(shù)據(jù)處理整整經(jīng)歷了五年的時間，這是無控制點自由網(wǎng)處理模式，不重點介紹技術(shù)細節(jié)了。這是我們單位專門開發(fā)的一款無人機，目前處理無人機的遙感影像大家通過對比使用。

　　如果是全流程是這么一個流程。那么其他的一些重要指標(biāo)，軟硬件設(shè)備能否滿足測繪精度的指標(biāo)要求，前面講了這么多。下邊是影像的獲取和處理的效果方面，還有其他與設(shè)備應(yīng)用和其他的相關(guān)指標(biāo)，安全可靠性，這是無人機時時刻刻要關(guān)注的一個問題。設(shè)備操作的便捷性，系統(tǒng)配置是否齊全，包括購置和應(yīng)用的經(jīng)濟指標(biāo)，以及企業(yè)購買這個設(shè)備它在技術(shù)培訓(xùn)，社會服務(wù)保障能力，對于應(yīng)用單位要重點關(guān)注這些。

　　現(xiàn)在目前存在很多問題，也有一些解決的辦法，不詳細說了。在平時研究應(yīng)用當(dāng)中確實發(fā)現(xiàn)一些問題，實際上只能說是一個辦法，眼見為實。不管選購設(shè)備的時候還是在什么時候，就是眼見為實。既然是無人機就要真實的飛，我最早期給領(lǐng)導(dǎo)演示就是開著飛，飛成了，拍攝下來就說明成了。另外用項目合作的時候把它演示起來。

　　發(fā)展趨勢有這么幾點，一個是系統(tǒng)設(shè)備向高端發(fā)展，因為無人機應(yīng)用越來越普遍，給了這些領(lǐng)導(dǎo)、專家包括技術(shù)人員很大的信心，那么也培養(yǎng)了一大批這個方面能力強技術(shù)過硬的系統(tǒng)應(yīng)用人員，所以現(xiàn)在目前系統(tǒng)設(shè)備開始往高效能，高可靠性發(fā)展，一說到這點不用說了，就是大。跟開車似的從小型車到高檔車用起來，這也是，等它用到一定型號的時候可以買一些高檔和高端的。它要大搭載多傳感器，多平臺這個也是一個以后的發(fā)展趨勢。

　　另外一個就是往微小化發(fā)展，一個人，一個車，一套飛機，就是手拋起飛，滑行降落，一個人可以作業(yè)了，這也是以后的一個發(fā)展趨勢，就是一大一小。

　　無人機的遙感系統(tǒng)是天空地一體化的重要部分，現(xiàn)在什么都在說天空地，三個車的研制，一個是測繪地理信息車，土地巡查車，這個是用一個小型電動的無人機融入到里面去，地質(zhì)災(zāi)害的一個檢測車，上面也有無人機，這個是天空地一體化的設(shè)備。右邊的飛機相當(dāng)于長，它的續(xù)航時間大概是十個小時，用它能飛行到釣魚島，連續(xù)回來是七個半小時。

　　這個就是地理檢測信息車的外形，上面含了十一系統(tǒng)，一個是規(guī)劃、獲取、處理、發(fā)布、輸出、供電，電源保障等都包含在車內(nèi)，里面是各個子系統(tǒng)的情況。

　　下面是放一些圖片，測繪的成果應(yīng)用是在這些領(lǐng)域里邊，很多領(lǐng)域都可以用到的，應(yīng)該說都離不開測繪。地理信息測繪各種地形圖，應(yīng)急測繪保障，應(yīng)急檢測也叫應(yīng)急測繪保障。當(dāng)時08年汶川，玉樹地震，舟曲泥石流那些災(zāi)害比較多的時候，拍攝下來的第一張影像片，第一張照片都是無人機拍攝下來的，也體現(xiàn)了無人機的快速便捷。

　　重慶武隆滑坡，這個大家知道的不多。國土資源調(diào)查，還有現(xiàn)在農(nóng)村農(nóng)業(yè)部主導(dǎo)的農(nóng)村土地拆遷也是大規(guī)模用到無人機。土地利用檢測，數(shù)字城市建設(shè)，剛才說那個傾斜攝影這一塊就是大的三維場景城市建設(shè)，原始傾斜影像，構(gòu)建后的三維模型。它的一些問題我不展開多了，一些細部的處理有些問題，影像的分辨率。因為無人機載荷能力有限，目前載的這些相機分辨率不是太高，所以大場景看來可以，想細看就不太好了，所以這個怎么解決現(xiàn)在?還有一個空中拍的樓頂上看的清楚樓底下看不清楚，數(shù)據(jù)如何集成處理，也是下面要重點解決的技術(shù)難題。

　　海洋環(huán)境和海島測繪，這是2010年開始我說的1：1000圖和1：2000圖測試之后，各省開無人機，每個省確保一套。

　　好，謝謝。