航测遥感“多面手”
——浙江中遥公司多模态无人机应用精彩掠影

2014-09-16 10:24

本报记者 任晓烨

武广高铁沿线水域“水华反演”图

    “这是在2010年4月国家测绘地理信息局举行的第一批固定翼轻型无人飞机航摄系统交接仪式,照片中摆在最前面的这架,就是当年中科院遥感所研制的中遥Ⅲ型无人机。”在浙江中遥地理信息技术有限公司的办公室里,市场总监王中琦指着电脑屏幕向我介绍道。看着这张十分熟悉的、在我的工作所在地——中国测绘创新基地拍摄的新闻照片,我疑惑不解,这中科院的无人机与浙江中遥公司有着怎样的关系?
    事情还要追溯到2008年。汶川地震中,中科院遥感所第一次将无人机投入到应急航测之中,获取了第一张汶川地震航测遥感图,拉开了我国无人机作为低空遥感平台的大幕。汶川地震以后,中科院遥感所成立了专门的无人机研发、生产、应用团队。2013年,这个团队中的核心力量将目光聚焦在浙江德清,以“南太湖精英计划”多模态遥感无人机为创业项目,由德清科技新城重点引进。由此,浙江中遥地理信息技术有限公司应运而生,在浙江省地理信息产业园安家落户。

五彩缤纷的“武广高铁”

    “虽然浙江中遥是一个年轻的公司,但是我们的多模态无人机却历经了许多重大项目的考验,非常成熟稳定。”王中琦说。
    2010年7月,受环保部卫星环境应用中心的委托,浙江中遥对刚刚建成通车10个月的武广高铁超过1000公里、宽约5公里的沿线带状区域,进行了为期两个月的遥感监测环境评价。随着王总监的手指划过屏幕,一张张五颜六色的PPT图片在我眼前闪过,我的问题一个接一个地来了:不同于普通的航测遥感图这一张张五颜六色的遥感图是怎么拍出来的?富营养化反演、叶绿素反演、透明度反演……这一串串的名词又是什么意思?
    “就拿‘叶绿素反演’来说吧,我们都知道自然水体中含有不同数量的蓝藻或绿藻,这些藻类中又富含能够反射绿色光的叶绿素,我们给多光谱传感器带上一幅‘绿色眼镜’,这样水中的叶绿素就全部自动‘现形’了。这就是你看到的‘叶绿素反演图’,它能真实地反映了武广高铁沿线的水质情况,效果非常直观。” 王总监耐心的解释,我恍然大悟。
    多模态无人机与传统低空航拍无人机的最大区别就在于在统一的无人机搭载平台上,针对不同类型的数据需求变换相应的作业模式和形态,实现‘一个平台,多种应用’,满足多样化的遥感需求。项目组在武广高铁的监测应用中,通过交替搭载航测相机和多光谱传感器的方式,先后获取真彩色和多光谱影像,对沿线受影响人口数量、占地情况、生活环境变化、水体质量变化等指标进行了一系列综合解译,取得了一系列可用的调查数据。特别是对自然水体的透明度、叶绿素含量、水华量、悬浮物等关键指标的监测,为相关部门的决策提供了极大帮助。

松花江上的“红色圆圈”

    在公司办公室,我看到这样一块名牌:国家重大自然灾害应急无人机监测站。2010年7月28日上午10时左右,受洪水影响,吉林市永吉县新亚强化工厂7000多只化工原料桶,顺松花江水流冲往下游,情况十分紧急。关键时刻,浙江中遥与国家环境保护部共同组织了对松花江污染河段的展开应急航测。
    在墙上悬挂的《2010年7月30日松花江流域无人机航拍影像图》中,我看到一个个用红色圆圈标注出的大小不一的记号。“这就是江面上化工原料桶的位置。”王总监说,“江域那么辽阔,一个一个去找原料桶简直就是大海捞针,通过航摄影像图将每一个原料桶的位置标注出来,打捞工作的难度就降低了很多,这也是应急航测的重要意义所在。”
    在这一重大应急事件中,浙江中遥又一次经受住了重重考验,为事件处理提供了及时的保障服务,最大限度地减小了突发事件的危害。

“杨凌旱区”上空的高光谱传感

    多模态无人机的核心技术突破在于用户可以在同一无人机平台上根据不同需求搭载多样化的传感器,除了多光谱,还可以进行高光谱、大气采样仪、小型激光雷达、热红外成像等等传感器的搭载。在2013年陕西省杨凌旱区多遥感平台农田信息精准获取技术集成与应用项目首次大型联合实验中,中遥无人机再一次大放异彩。
    2013年4月1日11时,高光谱卫星过境杨凌,中遥无人机同时起飞,在800米高空,利用搭载的高光谱传感器收集了麦田温湿度、水肥、病虫害等实时数据,准时安全降落。17时30分,中遥无人机再次顺利从现代农业园区起飞,跨越韦河,飞到位于扶风县杏林镇马席村和巨良农场的两块试验基地的上空,顺利收集了相关数据并进行处理分析,为农作物的长势、病虫害、干旱情况的检测预警和产量、品质预报等提供了技术支持。
    “以前专家的经验都是从点上获取,只能针对小面积,而这种多源遥感检测手段能够为大面积农田的精准管理提供全方位的支持和有力的保障。”从王总监的笑容里,我看到了他发自肺腑的欣慰和自豪。

记者手记

是谁为无人机擦亮“天眼”

    上溯至1917年3月,在第一次世界大战临近结束之际,世界上第一架无人驾驶飞机在英国皇家飞行训练学校进行了第一次飞行试验。
    随后的几十年里,无人机凭借其高新技术手段逐步应用到测绘领域中,并成为航测遥感获取空中影像数据的重要装备。近年来,鼎盛的测绘无人机家族又添新成员——多模态无人机。
    从最初短暂的几十分钟飞行到现在几十个小时的超长航时,从传统单一的航摄遥感到如今多模态、多功能的遥感应用集成,多模态无人机具备了单一遥感所欠缺的容错性、互补性、实时性、经济性,并逐步得到推广应用。多种功能进一步集成以致于融合,是未来航测遥感的必然趋势,也将测绘无人机适用水平和应用前景推上了前所未有的新台阶。测绘无人机如同一双双明亮的“天眼”,在空中俯瞰着这广袤的大地。而它们的背后,有无数个敢于创新、勇攀科技高峰的“浙江中遥”们。
    “浙江中遥”们大展拳脚的时代已经到来,地理国情普查与监测扬帆远航,九百六十万平方公里的土地等你们精心描绘;数字城市建设与应用高歌猛进,未来智慧生活靠你们的聪明才智;应急测绘保障作用日益彰显,愿你们第一时间抵达人们最需要的地方;测绘地理信息事业转型升级步伐加快,愿你们乘势而上,勇挑大梁!我羡慕这些为无人机擦亮“天眼”的人们,因为奋斗的青春最美丽,火红的事业更辉煌!