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详细内容

无人机保护区监测活动

1 概述

1.1 项目概况

四川小寨子沟自然保护区在2002年以前没有进行过系统的,规范的监测活动。直到2003年第一季度才按照全省统一规程执行第一次监测活动。总计15条线路(其中固定线路12条,随机线路三条)其中两条线路由于涨大水道路损毁淹没无法执行监测。总计耗时15天,外勤140人次。

tupian1 (2)本次监测收集到了大熊猫及其伴生动物监测,保护区植被情况以及人为破坏等情况。但是人工巡检效率低下,且工作人员的人身安全无法得到充分保障。因此,建议开展无人机监测活动,可以有效提升保护区监测活动质量和效率。

 

无人机检测主要任务有以下三条:

1.1.1监测保护区内生物多样性以及分布情况。

1.1.2监测保护区内植被覆盖,盗采盗挖等情况。

1.1.3干旱季节进行森林防火监测。

2 技术设计执行情况

2.1 技术依据

(1) CH/Z 3001-2010 《无人机航摄安全作业基本要求》;

(2) CH/Z 3002-2010 《无人机航摄系统技术要求》;

(3) CH/Z 3003-2010 《低空数字航空摄影测量内业规范》;

(4) CH/Z 3005-2010 《低空数字航空摄影规范》;

(5) CH/T 8021-2010 《数字航摄仪检定规程》;

2.2 航空摄影

2.2.1鹰眼-9固定翼垂起无人机

2.2.2大疆精灵4多光谱版

2.2.3大疆御2双光版

3 航拍技术路线

3.1技术路线

本次无人机航拍主要工作路线如下:工作准备、实地航空拍摄、航片处理、成果制作、检查与验收五个阶段。

3.2工作准备

3.2.1航线设计

依据《低空数字航空摄影规范》5.2.3 要求确定基准面高程,并按照规范要求进行航线设计。

a) 摄区划分:摄区划分按各测区实际情况安排,因为本项目采用航测的方式(生物多样性以及植被覆盖情况)/航拍的方式(森林防火监测)进行数据采集,所以尽量采用带状航线的工作方式,以保证数据的完整性。

b) 航线布设方向:航线布设按测区实际情况安排,

c) 航摄范围覆盖摄区边界覆盖:保证航向覆盖超出摄区边界线2 倍基线。旁向覆盖超出摄区边界一般不少于像幅的50%,最少不少于像幅的35%。

d) 像片重叠度因相机特点和制作影像图的要求,重叠度设置为:航向重叠度为75%。旁向重叠度为50%。

e) 摄影时间摄影时间的选择既要保证具有充足的光照度,又要避免过大的阴影。应执行规范要求。

3.2.2飞行空域报备

本项目是航测项目,需要采用无人机进行航测数据采集,按照国家规定在机场进出港方向15公里以内,进出港左右两侧5公里以内,机场附近5公里半径以内为禁飞区,另外军事设施、监狱、看守所以及其他涉密单位上空也为禁飞区,所以航测之前要对测区以内的禁飞区进行统计,以保证合法飞行。

3.3实地航空拍摄

3.3.1航测区域设置

设置飞行覆盖区域,形状可以施任意多边形,也可以按照带状设置,也可以按照固定线路进行飞行。设置地面分辨率及图像重叠率,可自动生成任务。

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3.3.2起飞及降落设置

在地面控制站选择起飞盘旋地点,降落点位置默认为解锁位置,拖动降落盘旋的至逆风放向。

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3.3.3地面实时监控

鹰眼-9自动飞行,全程无人工遥控,可通过地面站实时监测飞行参数和飞行状态,如需修改飞行任务,可实时发送修改命令,tupian2

飞行注意事项:

1、判断天气条件 无人机航测,气象条件的好坏是前提。出发航拍之前,要掌握当日天气情况,并观察云层厚度、光照和空气能见度。

2、到达起飞地点 确定天气状况、云层分布情况适合航拍后,带上无人机、电台、电脑等相关设备赶赴航拍起飞点。起飞点通常事先进行考察,要求现场比较平坦,无电线,高层建筑等,并提前确定好航拍架次及顺序。

3、测定现场风速 到达现场后,测定风速。鹰眼航空有专业的航拍外业人员及无人机,可抗6级风速,适应温度在零下20°C~60°C之间。

4、为保证飞机起飞平稳,一般逆风起飞。

5、架设电台 电台用于地面站和无人机之间的通讯。

6、当天作业日志 记录当天风速、天气、起降坐标等信息,留备日后数据参考和分析总结。

7、姿态角度调整 对于距离上一次起飞地点超过100km的起飞地点,需对飞机姿态、角度进行调整,以确保飞机准确通讯。无人机机体内都配备有电子罗盘,磁校准等设备来确保飞机在飞行过程中的自我姿态控制,由于各地地磁情况不一,鹰眼航空外业人员会应对各地不同地磁情况对无人机的干扰以及安全隐患。

8、无人机放空旷地方, 安装时需检查无人机各部件是否连接紧密,电力充足。

9、手动遥控测试 将飞行模式调至手动遥控飞行状态,测试机头、机身、尾翼是否能按指令操作。手动遥控模式主要用于无人机起飞和降落时遇特殊情况时的应急处理。

10、起飞前准备。 起飞前要检查进行航拍相机与飞控系统是否连接,与风向平行、无人员车辆走动等。

11、无人机起飞 各项准备工作完毕后,就可以起飞了。这时,操作手应持手动操作杆待命,观察现场状况,根据需要随时手动调整飞机姿态及飞行高度。

12、飞行监测 这个过程主要做三个工作: ①对航高、航速、飞行轨迹的监测; ②对发动机转速和空速、地速进行监控; ③随时检查照片拍摄数量。

13、无人机降落 无人机按设定路线飞行航拍完毕后,降落在指定地点。手动遥控操作手到指定地点待命,在降落现场突发大风、人员走动等情况时及时调整降落地点。

14、数据导出检查 降落后,对照片数据及飞机整体进行检查评估,结合贴线率和姿态角判断是否复飞,继续完成附近区域的航拍任务或转场,理论上一个起降点的飞行控制范围为50平方公里。

3.3航片处理

3.3.1作业流程图

 

 

 

 


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3.3.2原始资料准备

原始资料包括影像数据、POS数据以及控制点数据(如有)。

确认原始数据的完整性,检查获取的影像中有没有质量不合格的相片。同时查看POS数据文件,主要检查航带变化处的相片号,防止POS数据中的相片号与影像数据相片号不对应,出现不对应情况应手动调整。

POS数据一般格式如下图,从左往右依次是

相片号、经度、维度高度、航向倾角、旁向倾角 、相片旋角

4、航拍航测数据整理

4.1将航测的照片导出,通过软件自动生成一张大图,便于整体观测保护区内植被覆盖情况。

4.2多光谱无人机拍摄生成的数据进行专业化处理,查看保护区内重要区域植被生长情况,有无发生病虫害等情况。

4.3双光版无人机可以通过携带的红外相机获得的数据进行整理汇总,将大型动物出没的地点进行标记,有利于掌握区内动物的分布情况,温度异常区域可以在第一时间得到反馈信息,汇报给保护区相关负责人。

4.4将整理完成的图片数据进行文字汇总,标记所有出现的问题点。按照相关内容进行分类,方便后期进行查看。

5检查与验收

5.1按照分类后的数据进行储存备份。

5.2将原始数据和备份数据交给保护区相关负责人进行检查,确保数据真实性。

 


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