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无人机按照应用领域分为军用与民用,从技术角度定义可以分为无人直升机、无人固定翼机、无人多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机等。本文仅探讨民用多旋翼无人机的应用。

近年来,随着无人机技术的日趋成熟和航空摄影技术的进一步拓展,我国民用无人机应用领域日益广泛,包括摄影测量、应急救灾、公共安全、资源勘探、环境监测、自然灾害监测与评估、城市规划与市政管理、林火病虫害防护与监测等。

基于易于操控、成本低、机动灵活等优势,民用无人机在文旅行业消防巡查、客流监测、文物测绘、应急救援等方面也得到了有效的应用。

一、消防巡查

以往消防巡查需要投入大量的工作人员长期作业,当巡护区海拔高差大、地形复杂时,人工巡护就会耗时耗力、效率低。而无人机能不受地形因素影响,快速、轻易、准确的去到一些人工巡护无法或很难到达的区域。

近日,泰山景区综合行政执法局充分利用现代科技手段,在竹林寺管理区、樱桃园管理区、黄前镇、下港镇等区域开展“空中+地面”相结合的无人机巡查工作,多措并举、严防死守,坚决防止火灾事故及各类违法行为的发生。

执法人员首先按照无人机监测距离及地形特点对所在辖区进行区块划分,然后对每个区域合理规划无人机巡查路线。随后,无人机通过规划路线快速、高效地自动完成空中巡查及照片、视频采集工作。通过空中巡查,执法人员可及时、清晰地看到辖区内的各种动态信息,及时发现违规野外火源及违法行为。通过地空配合,执法人员有效缩短了巡查时间,仅20分钟就可完成2200余亩区域的巡查工作,做到了及时发现隐患、及时处理,有力提升了工作效率,提高了森林防火预警和违法行为监测水平,对泰山景区生态文明建设起到积极的推动作用。

二、客流监测

在室外人员密集场所对客流量监测的方式有以下两种传统方式:其一,通过固定位置的摄像头进行视频监控;其二,通过安排安保人员进行人工监控。这两种方式一方面存在监控覆盖盲区,另一方面则需要使用大量安保人员,浪费了宝贵的人力资源。运用无人机可以视野更开阔更直观地对客流进行监测,同时节省了人力。

2020年五一小长假,杭州西溪湿地景区正值花朝节期间,在疫情防控常态化背景下,为更及时、全面地监测园区热门景点与出入口人流量,西溪湿地引入“零云一号”,通过平台的远程智能化设置,实现无人机自主巡航。

“零云一号”平台能够进行自动人形识别从而统计人流量,通过远程图传技术,视频画面及数据可直播推送至移动端,园区工作人员通过手机就可以实时监测无人机传输的画面和数据反馈,从而快速、精准地达到科学引流的目的。

三、文物测绘

文物古迹是人类不可再生的宝贵资源,是人类文明发展的见证。文物测绘不仅是一种保存文物数据的方法,也是展示人类文明的有效途径。传统的近景摄影测量方式一般是人工手持或者安装脚架进行拍摄、测量,对于处在悬崖峭壁等地形复杂的测绘具有极大的作业风险,并且无法拍摄到高空的立面场景。运用无人机测绘日益成为一项重要的文物测绘手段。

2019年3月,武汉大学遥感学院与国内某知名无人机制造商在山西大同悬空寺利用多旋翼无人机建立高精度实景三维模型。在6个小时内就完成了730张影像的高精度三维重建。整个建模过程全自动,无须人为再进行参数调整。

高精度三维模型精准还原了建筑内的错落变化,大到滑坡,小至建筑内的一根木头断裂,皆可清晰重现。工作人员在三维模型上点击目标部位,可以轻松测量出对应的坐标、距离、面积和体积,将原本只能由人工定性描述的问题数据化。如果在模型上发现受破坏或腐蚀的部位,还可进行标注并导出,为针对性的修复提供依据。

四、应急救援

每当灾害发生时,不管是人为灾害还是自然灾害,都会带来巨大的人员与财产损失。而受限于灾害造成的交通、环境等破坏,要想实施快速、准确的救援比较困难。在此情况下,无人机的出现与应用便能够大幅提升救援能力。

因为无人机作业主要是在空中,所以其一方面可以摆脱各种限制,快速抵达灾害现场;另一方面,其从空中也能够更大范围和更有针对性地进行搜索与救援,让搜索更加精准、救援更加高效。除此以外,无人机也能避免救援人员遇险。

2020年7月10日,在山东省高唐县双海湖景区一“游客”落水,接到报警后一架无人机第一时间出现在人们的视野,通过救援人员操控,无人机飞临落水者上方,将救生圈投向落水者,“游客”很快得救。紧张的救援进行到此,周围的游客才发现虚惊一场,原来这是一场没有任何警示的实战救援演练。

为了加强景区的安全管理,杜绝水上安全事故的发生,双海湖景区联合高唐特战救援队开展无告知安全应急救援预案演练,通过演练检验、评价和保持安全生产事故应急救援预案的应急能力,提高各岗位人员应急救援的能力,熟练掌握事故应急处置程序,最大限度地减轻事故造成的人员伤害和财产损失。

民用无人机虽然在文旅行业中得到广泛应用,但是无人机应用还存在一些问题,如:无人机“黑飞”“乱飞”现象丛生,严重扰乱公共秩序;无人机的操控涉及电磁、气象等多方面的知识,仅掌握简单操控是远不能保证飞行安全与规范的;无人机的续航能力是饱受诟病的缺陷,很难保持作业连续性;无人机导航精度稳定性有待提高;无人机避障能力有待提高。

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