※气象科学 农业与技术
2016, Vol.36, No.2 235
无人机遥感监测系统的应用概况
王子卿
（中国人民大学附属中学，北京 100080）
摘 要：随着无人机技术和信息遥感技术的快速发展，无人机由最初的军事用途，越来越广泛的被应用到民用领域。
本文介绍了基于民用无人机遥感监测系统的分类及组成，重点介绍了在地震灾害、农业、林业、环保、海洋、气象等领域的民用应用，最后提出了无人机遥感监测系统进一步应用的三大关键之处。关键词：无人机；遥感；监测；应急
中图分类号：P231 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.[1**********]
无人驾驶飞机简称无人机(unmanned aerial vehicle, UA V) ，是一种有动力、可控制，能携带多种设备，执行多种任务，并能重复使用的无人驾驶航空器[1]。自1917年英国人研制了世界上第1架无人机，无人机经历了近100年的发展。20世纪60年代之前[2]。到21世纪以来，随着无人机和信息技术的快速发展，无人机与遥感、监测技术相结合，形成了基于无人机的遥感监测系统。无人机遥感监测系统因其具有低成本、易操作、高机动性和高分辨率等特点，在非军事领域的应用也越来越受到人们的关注。
1 民用无人机遥感监测系统的分类及组成
遥感监测平台分类
民用无人机遥感监测系统的分类可基于不同的遥感监测平台进行划分。目前，国内外遥感监测平台主要分为无人固定翼飞机平台、无人直升机平台和无人飞艇平台的3大类。（见表1）其中无人固定翼飞机和无人飞艇平台因为覆盖范围较大、可控性能高等特点，多被用于局部区域范围的土地调查等。而无人直升机平台由于灵活性高、轻便，多被用于应急。
表1 无人机遥感监测平台分类[3]
无人固定翼飞机平台
同温层长航时遥感平台中等高度固定翼遥感平台手掷式微型遥感平台巡游式直升机监视平台应急型直升机平台微型直升机探测器同温层飞艇凝视平台动力型低空飞艇平台低空系留式飞艇平台
1.1
图1 无人机遥感监测系统
2 无人机遥感监测系统的主要应用
地震灾害
地震灾害发生后，无人机能够克服交通阻断、灾区情况危险等不利因素，可以第一时间赶到灾区空域，进行灾情图像信息的获取，计算灾害范围和受灾面积的，从而为灾害损失的评估提供科学依据，是抗震救灾的有力武器。2008年5月，四川汶川8.0级大地震发生后，民政部国家减灾中心等单位立即携带2架无人机航空遥感系统赶赴灾区，在灾情勘查、实时监测、应急救援等发挥重要作用。2.2 农业
无人机可以通过不断监测作物长势、土地条件变化、农药施用效果和虫害预防等，为精准农业管理控制提供准确信息[4]。1987年日本研制了世界上第1台农用喷药无人机“R-50”。我国于2008年开始系统研究微小型无人机航空施药喷雾技术，到2012年末，生产航空施药无人机与配套设备的企业达80多家[5]。2.3 林业
随着社会对森林资源信息需求的多样化，遥感技术在林业调查中的作用越来越重要，范围越来越广。由于需求不同，森林调查需要的遥感数据分辨率类型多样，从千米级到厘米级不同空间分辨率，以及从单波段到高光谱不同光谱分辨率。2013年6月，我国自主研发的中型无人机Z5型无人直升机在内蒙古大兴安岭林区根河航空护林站首航成功，这属于首次应用于林业系统。2.4 环保
无人机在环境保护方面的应用十分广泛，其中包括：大气、水污染等环境监测、环境监察监管、建设项目环
（下转第237页）
2.1
无人直升机平台
无人飞艇平台
遥感监测系统主要组成
无人机遥感监测系统主要由无人机平台、机载系统和数据地面处理系统3大部分组成。其中，无人机属于飞行平台，是进行遥感监测的载体工具，主要包括无人固定翼、无人直升机和无人飞艇3大平台。机载系统包括机载仪器和机载控制系统2部分，机载仪器目前主要分为监测仪器（含传感器）和影像设备（高分辨率
CCD 相机等）2大部分。机载控制系统主要用于信号控制、数据采集、数据传输，信号控制部分用于控制机载仪器的运行，数据采集和传输部分用于采集和传输机载仪器的测量数据。数据地面处理系统包括影像、监测数据接收系统和数据处理系统2部分，对机载仪器的数据进行地面接收和处理。对于监测仪器，以环境领域应用为例，主要包括监测二氧化硫、氮氧化物、颗粒物、臭氧等大气类指标，温度、湿度等气象类指标的仪器。
1.2
※气象科学 农业与技术
竞争力，不断的提高其经济效益和社会效益，这也是每个工作人员必须全面思考和努力解决的重要问题。在市场经济充满竞争的今天, 要想12121气象声讯服务热线在各种气象媒体中占有一席之地，就要充分发挥气象声讯服务平台本身的优势—确保资料最新、资料全面、详细、最长跨度的预报天气、不受时间限制，能够全天查询，这是12121独有的优势和法宝，也是今后要坚持的方向。
也清醒地认识到特定的群体会有特定的需求。而气象“12121”声讯电话服务在中老年群体中最受欢迎，所以我们宣传的地带要多选在老城区或者是小区比较集中的地方，通过2个月的实践和调查，进行市民朋友意见的综合，还需要从下面几点出发改进。2.2 针对老年群体
对于养生和保健，老年人的兴趣往往比较浓厚，可以专门进行养生信箱的设置，每天都教老年人做一道养生菜品，或者进行养生小妙招的提供。这样老年人便可以在了解天气的同时，知道晨练指数、空气情况等，了解是否适合进行户外运动进行健身。在制作时，应该尽量的做到全面和新颖，这样能够让老年人更加依赖声讯热线。
2.3 针对司机
司机行业职业特点要求司机在出行前，必须全面的了解路况情况，这关乎他们的行车安全，是司机朋友们本身生活必不可少的一部分。若是遇到雨雪等一些比较特殊的天气，司机往往会比较关心，哪个路段比较畅通，哪个封闭，雨雪天气什么时候会停。12121不但需要包含这些内容，还可以增设歌曲、笑话等一些内容，这样能
2016, Vol.36, No.2 237
够慢慢的帮助司机养成良好的收听习惯，从而成为12121的忠实用户。2.4 针对小朋友
童话故事是小朋友成长的好伙伴，还有助于提高孩子们的智力发展。今后小朋友们又多了一个听故事的渠道——拨打12121，12121热线电话增加了孩子们喜爱的童话故事讲述环节。既能给孩子们讲述美丽的童话故事，又能查询天气和路况。这样小朋友再也没有必要缠着爸妈讲故事，并且父母还不用担心孩子玩手机、看电视会伤害视力，又是一个一举多得的项目。2.5 针对年青人，固话绑定APP
年青人进行咨询获取往往是通过网络进行，为了顺应这个趋势，需要进行固话绑定APP 的办法探索，这样能够获得年青人的青睐。
3 结束语
加强气象科普的宣传，更好地促进公众对气象科学认知水平的提升，更有效地提高公众对气象灾害的应对防范能力，这是气象工作者不懈的追求。如今，气象工作者已经把气象科普宣传融入的日常工作，将“节日式宣传”演变为“常态化宣传。”气象工作者的目标是让气象服务真正走进百姓的生产、生活，真正的便民利民。
作者简介：乔云红（1969-），女，山西临汾人，本科，山西省气象服务中心，工程师，研究方向：气象信息服务。
（上接第235页）
境保护管理、环境应急、自然保护区和饮用水源保护区等生态环境保护方面。
像在环境监测方面，北京市气象局2003年在全国第一次利用无人驾驶气象飞机，在渤海湾探测沿海陆地和大城市边界空中臭氧层；在环境监察方面，无人机被环保执法部门不断使用，逐渐成为执法新“利器”，目前已督促解决了200多起环境违法案件；在环境应急方面，中科宇图天下科技有限公司开发了我国首例环境应急大气监测无人机系统，主要应用于爆炸、泄漏、火灾等环境突发事件引发的大气环境污染应急监测。
相对于广阔的海洋，船舶巡航覆盖范围较小，需要大量的人力物力支持，这导致执法效率低、无法及时获取相关现场数据资料。无人机遥感技术，能够弥补船舶巡航的不足，获取高分辨率的数据资料，为海域与海岛监测、海洋生态环境监测等方面提供很好的技术手段，为海洋执法和海洋管理提供技术支持。目前，国家海洋局利用海域无人机遥感监测，能够实现对包括黄岩岛、钓鱼岛、苏岩礁以及西沙、中沙和南沙群岛海域在内的全部管辖海域的综合管控。2.6 气象
无人机在气象方面的应用主要是对温度、湿度、压强等气象参数的测定，且取得了较好的成果。在20世纪60年代美国就开始采用名为Compass Cope的遥控飞行器（RPV ）即无人机代替气象飞机作为空中气象侦查平台。
小型无人机由于机身重量较轻，易受大风等恶劣多变天气的影响。因此，未来如何提高对恶劣条件的适应性，是无人机进一步应用的关键之一。3.2 机载仪器的小型化和精细化
由于无人机本身载荷较小，对仪器的重量要求非常严格。仪器小型化后，其监测的精细化又受到一定的限制。未来如何提高机载仪器的小型化和精细化，更是无人机进一步应用的关键之一。3.3 “天地空”一体化监测
“天地空”一体化监测具有大范围、动态、全天候、全天时等优势，对地质灾害、雾霾等做到实时监测。目前，地面监测、移动车载、无人机、卫星遥感等多种监测手段所构成的一体化监测，越来越成为遥感监测的趋势。因此，未来如何协同无人机与其他监测手段，也成为无人机进一步应用的关键之一。
参考文献
[1] [2] [3] [4]
吕厚谊. 无人机发展与无人机技术[J].世界科技研究与发展, 1998(6):113 -116.
李怡勇, 沈怀荣, 高飞. 发展高空长航时无人机初探[J].飞弹导航, 2005(8):16 -20.
王峰, 吴云东. 无人机遥感平台技术研究与应用[J].遥感信息, 2010(2):114 -118.
Zhang C, Kovacs J M. The application of small unmanned aerial systems for precision agriculture: A review[J]. Precision agriculture, 2012, (6): 693-712. [5]
黄泽满, 刘勇, 周星等. 民用无人机应用发展概述[J].赤峰学院学报（自然科学版）, 2014(24):30 -32.
3 发展方向与前景展望
3.1
提高适应性
※气象科学 农业与技术
2016, Vol.36, No.2 235
无人机遥感监测系统的应用概况
王子卿
（中国人民大学附属中学，北京 100080）
摘 要：随着无人机技术和信息遥感技术的快速发展，无人机由最初的军事用途，越来越广泛的被应用到民用领域。
本文介绍了基于民用无人机遥感监测系统的分类及组成，重点介绍了在地震灾害、农业、林业、环保、海洋、气象等领域的民用应用，最后提出了无人机遥感监测系统进一步应用的三大关键之处。关键词：无人机；遥感；监测；应急
中图分类号：P231 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.[1**********]
无人驾驶飞机简称无人机(unmanned aerial vehicle, UA V) ，是一种有动力、可控制，能携带多种设备，执行多种任务，并能重复使用的无人驾驶航空器[1]。自1917年英国人研制了世界上第1架无人机，无人机经历了近100年的发展。20世纪60年代之前[2]。到21世纪以来，随着无人机和信息技术的快速发展，无人机与遥感、监测技术相结合，形成了基于无人机的遥感监测系统。无人机遥感监测系统因其具有低成本、易操作、高机动性和高分辨率等特点，在非军事领域的应用也越来越受到人们的关注。
1 民用无人机遥感监测系统的分类及组成
遥感监测平台分类
民用无人机遥感监测系统的分类可基于不同的遥感监测平台进行划分。目前，国内外遥感监测平台主要分为无人固定翼飞机平台、无人直升机平台和无人飞艇平台的3大类。（见表1）其中无人固定翼飞机和无人飞艇平台因为覆盖范围较大、可控性能高等特点，多被用于局部区域范围的土地调查等。而无人直升机平台由于灵活性高、轻便，多被用于应急。
表1 无人机遥感监测平台分类[3]
无人固定翼飞机平台
同温层长航时遥感平台中等高度固定翼遥感平台手掷式微型遥感平台巡游式直升机监视平台应急型直升机平台微型直升机探测器同温层飞艇凝视平台动力型低空飞艇平台低空系留式飞艇平台
1.1
图1 无人机遥感监测系统
2 无人机遥感监测系统的主要应用
地震灾害
地震灾害发生后，无人机能够克服交通阻断、灾区情况危险等不利因素，可以第一时间赶到灾区空域，进行灾情图像信息的获取，计算灾害范围和受灾面积的，从而为灾害损失的评估提供科学依据，是抗震救灾的有力武器。2008年5月，四川汶川8.0级大地震发生后，民政部国家减灾中心等单位立即携带2架无人机航空遥感系统赶赴灾区，在灾情勘查、实时监测、应急救援等发挥重要作用。2.2 农业
无人机可以通过不断监测作物长势、土地条件变化、农药施用效果和虫害预防等，为精准农业管理控制提供准确信息[4]。1987年日本研制了世界上第1台农用喷药无人机“R-50”。我国于2008年开始系统研究微小型无人机航空施药喷雾技术，到2012年末，生产航空施药无人机与配套设备的企业达80多家[5]。2.3 林业
随着社会对森林资源信息需求的多样化，遥感技术在林业调查中的作用越来越重要，范围越来越广。由于需求不同，森林调查需要的遥感数据分辨率类型多样，从千米级到厘米级不同空间分辨率，以及从单波段到高光谱不同光谱分辨率。2013年6月，我国自主研发的中型无人机Z5型无人直升机在内蒙古大兴安岭林区根河航空护林站首航成功，这属于首次应用于林业系统。2.4 环保
无人机在环境保护方面的应用十分广泛，其中包括：大气、水污染等环境监测、环境监察监管、建设项目环
（下转第237页）
2.1
无人直升机平台
无人飞艇平台
遥感监测系统主要组成
无人机遥感监测系统主要由无人机平台、机载系统和数据地面处理系统3大部分组成。其中，无人机属于飞行平台，是进行遥感监测的载体工具，主要包括无人固定翼、无人直升机和无人飞艇3大平台。机载系统包括机载仪器和机载控制系统2部分，机载仪器目前主要分为监测仪器（含传感器）和影像设备（高分辨率
CCD 相机等）2大部分。机载控制系统主要用于信号控制、数据采集、数据传输，信号控制部分用于控制机载仪器的运行，数据采集和传输部分用于采集和传输机载仪器的测量数据。数据地面处理系统包括影像、监测数据接收系统和数据处理系统2部分，对机载仪器的数据进行地面接收和处理。对于监测仪器，以环境领域应用为例，主要包括监测二氧化硫、氮氧化物、颗粒物、臭氧等大气类指标，温度、湿度等气象类指标的仪器。
1.2
※气象科学 农业与技术
竞争力，不断的提高其经济效益和社会效益，这也是每个工作人员必须全面思考和努力解决的重要问题。在市场经济充满竞争的今天, 要想12121气象声讯服务热线在各种气象媒体中占有一席之地，就要充分发挥气象声讯服务平台本身的优势—确保资料最新、资料全面、详细、最长跨度的预报天气、不受时间限制，能够全天查询，这是12121独有的优势和法宝，也是今后要坚持的方向。
也清醒地认识到特定的群体会有特定的需求。而气象“12121”声讯电话服务在中老年群体中最受欢迎，所以我们宣传的地带要多选在老城区或者是小区比较集中的地方，通过2个月的实践和调查，进行市民朋友意见的综合，还需要从下面几点出发改进。2.2 针对老年群体
对于养生和保健，老年人的兴趣往往比较浓厚，可以专门进行养生信箱的设置，每天都教老年人做一道养生菜品，或者进行养生小妙招的提供。这样老年人便可以在了解天气的同时，知道晨练指数、空气情况等，了解是否适合进行户外运动进行健身。在制作时，应该尽量的做到全面和新颖，这样能够让老年人更加依赖声讯热线。
2.3 针对司机
司机行业职业特点要求司机在出行前，必须全面的了解路况情况，这关乎他们的行车安全，是司机朋友们本身生活必不可少的一部分。若是遇到雨雪等一些比较特殊的天气，司机往往会比较关心，哪个路段比较畅通，哪个封闭，雨雪天气什么时候会停。12121不但需要包含这些内容，还可以增设歌曲、笑话等一些内容，这样能
2016, Vol.36, No.2 237
够慢慢的帮助司机养成良好的收听习惯，从而成为12121的忠实用户。2.4 针对小朋友
童话故事是小朋友成长的好伙伴，还有助于提高孩子们的智力发展。今后小朋友们又多了一个听故事的渠道——拨打12121，12121热线电话增加了孩子们喜爱的童话故事讲述环节。既能给孩子们讲述美丽的童话故事，又能查询天气和路况。这样小朋友再也没有必要缠着爸妈讲故事，并且父母还不用担心孩子玩手机、看电视会伤害视力，又是一个一举多得的项目。2.5 针对年青人，固话绑定APP
年青人进行咨询获取往往是通过网络进行，为了顺应这个趋势，需要进行固话绑定APP 的办法探索，这样能够获得年青人的青睐。
3 结束语
加强气象科普的宣传，更好地促进公众对气象科学认知水平的提升，更有效地提高公众对气象灾害的应对防范能力，这是气象工作者不懈的追求。如今，气象工作者已经把气象科普宣传融入的日常工作，将“节日式宣传”演变为“常态化宣传。”气象工作者的目标是让气象服务真正走进百姓的生产、生活，真正的便民利民。
作者简介：乔云红（1969-），女，山西临汾人，本科，山西省气象服务中心，工程师，研究方向：气象信息服务。
（上接第235页）
境保护管理、环境应急、自然保护区和饮用水源保护区等生态环境保护方面。
像在环境监测方面，北京市气象局2003年在全国第一次利用无人驾驶气象飞机，在渤海湾探测沿海陆地和大城市边界空中臭氧层；在环境监察方面，无人机被环保执法部门不断使用，逐渐成为执法新“利器”，目前已督促解决了200多起环境违法案件；在环境应急方面，中科宇图天下科技有限公司开发了我国首例环境应急大气监测无人机系统，主要应用于爆炸、泄漏、火灾等环境突发事件引发的大气环境污染应急监测。
相对于广阔的海洋，船舶巡航覆盖范围较小，需要大量的人力物力支持，这导致执法效率低、无法及时获取相关现场数据资料。无人机遥感技术，能够弥补船舶巡航的不足，获取高分辨率的数据资料，为海域与海岛监测、海洋生态环境监测等方面提供很好的技术手段，为海洋执法和海洋管理提供技术支持。目前，国家海洋局利用海域无人机遥感监测，能够实现对包括黄岩岛、钓鱼岛、苏岩礁以及西沙、中沙和南沙群岛海域在内的全部管辖海域的综合管控。2.6 气象
无人机在气象方面的应用主要是对温度、湿度、压强等气象参数的测定，且取得了较好的成果。在20世纪60年代美国就开始采用名为Compass Cope的遥控飞行器（RPV ）即无人机代替气象飞机作为空中气象侦查平台。
小型无人机由于机身重量较轻，易受大风等恶劣多变天气的影响。因此，未来如何提高对恶劣条件的适应性，是无人机进一步应用的关键之一。3.2 机载仪器的小型化和精细化
由于无人机本身载荷较小，对仪器的重量要求非常严格。仪器小型化后，其监测的精细化又受到一定的限制。未来如何提高机载仪器的小型化和精细化，更是无人机进一步应用的关键之一。3.3 “天地空”一体化监测
“天地空”一体化监测具有大范围、动态、全天候、全天时等优势，对地质灾害、雾霾等做到实时监测。目前，地面监测、移动车载、无人机、卫星遥感等多种监测手段所构成的一体化监测，越来越成为遥感监测的趋势。因此，未来如何协同无人机与其他监测手段，也成为无人机进一步应用的关键之一。
参考文献
[1] [2] [3] [4]
吕厚谊. 无人机发展与无人机技术[J].世界科技研究与发展, 1998(6):113 -116.
李怡勇, 沈怀荣, 高飞. 发展高空长航时无人机初探[J].飞弹导航, 2005(8):16 -20.
王峰, 吴云东. 无人机遥感平台技术研究与应用[J].遥感信息, 2010(2):114 -118.
Zhang C, Kovacs J M. The application of small unmanned aerial systems for precision agriculture: A review[J]. Precision agriculture, 2012, (6): 693-712. [5]
黄泽满, 刘勇, 周星等. 民用无人机应用发展概述[J].赤峰学院学报（自然科学版）, 2014(24):30 -32.
3 发展方向与前景展望
3.1
提高适应性