無人機應用交流

無人機應用交流

無人機介紹

無人機遙感

GIS簡介

WebGIS系統(tǒng)

實踐操作無人機介紹無人駕駛飛機簡稱“無人機”，英文縮寫為“UAV

”，是利用無線電遙控設備和自備

的程序控制裝置操縱的不載人飛機，或者由車載計算機完全地或間歇地自主地操作。無人機按應用領域，可分為軍用與民用。軍用方面，無人機分為偵察機和靶機。民

用方面，無人機+行業(yè)應用，是無人機真正的剛需；目前在航拍、農(nóng)業(yè)、植保、微型自

拍、快遞運輸、災難救援、觀察野生動物、監(jiān)控傳染病、測繪、新聞報道、電力巡檢、

救災、影視拍攝、制造浪漫等等領域的應用，大大的拓展了無人機本身的用途，發(fā)達

國家也在積極擴展行業(yè)應用與發(fā)展無人機技術。按照不同平臺構型來分類，無人機可主要有

固定翼無人機、無人直升機和多旋翼無人機三大

平臺，其它小種類無人機平臺還包括傘翼無人機、

撲翼無人機和無人飛船等。固定翼無人機是軍用和多數(shù)民用無人機的主

流平臺，最大特點是飛行速度較快；無人直升機是靈活性最強的無人機平臺，可

以原地垂直起飛和懸停；多旋翼（多軸）無人機是消費級和部分民用

用途的首選平臺，靈活性介于固定翼和直升機中

間（起降需要推力），但操縱簡單、成本較低。天空之眼無人機編隊燈光秀表演無人機遙感一、遙感原理?

遙感技術是20世紀60年代發(fā)展起來的一門綜合性探測技術。?

遙感技術與現(xiàn)代物理學、空間技術、計算機技術、數(shù)學和地理學密切相

關。?

遙感技術已廣泛應用于各種領域，成為地球環(huán)境資源的調查和規(guī)劃不可

缺少的有效手段。遙感(Remote

Sensing

)概念?

廣義：泛指一切無接觸的遠距離探測，包括對電磁場、力場、機械波

（聲波、地震波）等的探測。?

遙感定義：是從遠處探測感知物體，也就是不直接接觸物體，從遠處通

過探測儀器接收來自目標地物的電磁波信息，經(jīng)過對信息的處理，判別

出目標地物的屬性。接收預處用戶應用處分

析

結

果

、

圖

表

輸

出遙感過程理理電磁波譜遙感維度----二維到三維（空間維）遙感維度---從RGB到高光譜（光譜維）遙感維度----從單時相到多時相（時間維）2008-2013年北川—山東工業(yè)園建設遙感動態(tài)監(jiān)測圖遙感維度----從單一數(shù)據(jù)類型到多數(shù)據(jù)類型（融合）

?

寸有所長，尺有所短?

多數(shù)據(jù)、多角度、多光譜融合使用開始具備工程意義SAR影像激光點云可見光和熱成像通過攝影，進行測量二、攝影測量A（X、Y、Z）Z遙感影像Y

1

22地形圖O1X攝影測量定義?

傳統(tǒng)攝影測量學定義：攝影測量學是利用光學攝影機獲取的像片，經(jīng)過處理以獲取被攝物

體的形狀、大小、位置、特性及其相互關系的一門學科。?

攝影測量與遙感定義：1988年ISPRS在日本京都第16屆大會上定義：攝影測量與遙感是對非接觸傳感器系統(tǒng)獲得的影像及其數(shù)字表達進

行記錄、量測和解譯，從而獲得自然物體和環(huán)境的可靠信息的一門

工藝、科學和技術。ISPRS(International

Society

of

Photogrammetry

and

Remote

Sensing)

：Photogrammetry

and

Remote

Sensing

is

the

art,

science

and

technology

of

obtaining

reliable

information

from

noncontract

imaging

and

other

sensor

about

the

Earth

and

its

environment,

and

other

physical

objects

and

processes

through

recording,

measuring,

analyzing

and

representation.各種類型傳感器被攝物體影

像通過量測和

解譯過程攝影測量過程自然物體及其環(huán)境的可靠信息DEMDLGDRG

DOM攝影測量過程Film

based

workflow

RC30FilmprocessingFilm

in

darkroomB&WColorFCIRStereoplotterDEMOrthophotosMappingDSW500B&WColor

FCIRFilms

usedalternativelyscannerRevisionGISDirect

digital

workflow

ADS40ArchivesystemVisualizationMassMemoryGroundprocessingDigitalwork-stationImageanalysisClassificationAll

spectral

channels

simultaneouslyPrinterB&WColorMS攝影測量產(chǎn)品

?

正射影像產(chǎn)品?

數(shù)字線劃產(chǎn)品?

DEM、DOM、DSM等產(chǎn)品三、遙感應用?

無人機平臺選擇

?

傳感器選擇?

數(shù)據(jù)獲取與處理遙感對無人機的要求對平臺的要求續(xù)航載重速度精度效率起降場地安全測圖高一般一般高一般一般一般三維一般一般一般低一般一般一般光譜低一般低低低低高熱成像一般一般一般低低一般一般激光與SAR一般高低/高高低高高平臺指標范圍低一般高續(xù)航30分鐘以內(nèi)1小時左右大于1小時載重1公斤以內(nèi)2公斤左右8公斤左右速度10米每秒以內(nèi)20-30米每秒大約30米每秒精度（幾何）米級精度分米級精度厘米或毫米級精度效率單日作業(yè)幾個架次單日作業(yè)多個可晝夜作業(yè)起降垂直起降彈射傘降滑起滑降安全設備成本幾萬元設備成本十幾到幾十萬設備成本高于百萬無人機平臺的選擇基本原則?

滿足需求：硬性指標，比如載重、起降場地限制、速度限制等；

?

夠用不求高：無論飛機平臺還是傳感器參數(shù)，不追高；?

適當富余：載重、續(xù)航等參數(shù)可以適當富余。GIS簡介地理信息系統(tǒng)隨著信息社會的到來

，整個社會進入了信息大爆炸的時代

。面對海量信息，人

們

對

于

信

息

的要求發(fā)生了巨大變化

，

對

信息的廣泛性

、精確性、快速性及綜合性要

求

越

來

越

高

。隨著計算機技術的出現(xiàn)及其快

速

發(fā)

展

，

對空間位置信息和其它屬性類

信

息

進

行

統(tǒng)

一管理的地理信息系統(tǒng)也隨之快

速

發(fā)

展

起

來

，

在

此

基

礎

上進行空間信息

挖掘和知識發(fā)現(xiàn)是當前亟待解決的問題，也是GIS研究的熱點和難點之一，地理信息

系統(tǒng)的空間分析作用也因此越來越凸顯其重要性。地

理

信

息

系

統(tǒng)

（

Geographical

Information

System

，

Geo-Information

System

，

簡

稱

GIS），是在計算機軟硬件支持下，對整個或者部分地球表層空間中的有關地理分布

數(shù)

據(jù)

進

行

采

集、存儲、管理、運算、分析、

顯

示

和

描

述的技術系統(tǒng)

。

地

理

信

息

系

統(tǒng)

處

理

和

管

理

的對象是多種地理空間實體數(shù)據(jù)

及

其

關

系

，包括空間定位數(shù)據(jù)

、

圖

形

數(shù)

據(jù)

、

遙

感

圖

像數(shù)據(jù)

、

屬

性

數(shù)據(jù)等

，

用

于

分析和處理一定地理區(qū)域內(nèi)分布

的

各

種

現(xiàn)

象

和過程，解決復雜的規(guī)劃、決策和管理問題。GIS系統(tǒng)構成完整的地理信息系統(tǒng)主要由四個部分構成

，

即硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)

、地理空間數(shù)據(jù)

和系統(tǒng)管理操作人員。其核心是軟硬件系統(tǒng)，空間數(shù)據(jù)庫反映了GIS的地理內(nèi)容，而管理

人員和用戶則決定系統(tǒng)的工作方式和信息表示方式。地理空間數(shù)據(jù)地

理

空

間

數(shù)

據(jù)

是

以

地

球

表

面

空

間

位

置

為

參

照

的

自

然

、

社

會

和

人

文

經(jīng)

濟

景

觀

數(shù)

據(jù)

，

可

以

是

圖

形

、

圖

像

、

文

字

、

表

格

和

數(shù)

字

等

。

它

是

由

系

統(tǒng)

的

建

立

者

通

過

數(shù)

字

化

儀

、

掃

描

儀、

鍵盤、磁帶機或其他系統(tǒng)通

訊輸入

GIS

，是系統(tǒng)程序作用的對象，是GIS

所表達

的現(xiàn)實

世

界經(jīng)過模型抽象的實質性內(nèi)容。不同用途的GIS其地理空間數(shù)據(jù)的種類、精度均不相同。一般情況下包括如下三種數(shù)據(jù)：（1）

已知坐標系中的位置即

幾

何

坐

標

，

標

識

地

理

景

觀

在

自

然

界

或

包

含

某

個

區(qū)

域

的

地

圖

中

的

空

間

位

置

，

如

經(jīng)

緯

度

、

平

面直角坐標、極坐標等，采用數(shù)字化儀輸入時通常采用數(shù)字化儀直角坐標或屏幕直角坐標。（2）

實體間的空間關系實

體

間

的

空

間

關

系

通

常

包

括

：

度

量

關

系

，

如

兩

個

地

物

之

間

的

距

離

遠

近

；

延

伸

關

系（

或

方

位

關系），定義了兩個地物之間的方位；拓撲關系，定義了地物之間連通、鄰接等關系，是GIS

分

析

中

最

基

本

的關系

，

其

中

包括了網(wǎng)絡結點與網(wǎng)絡線之間的

樞

紐

關

系

，邊界線與面實體間的構成

關系，面實體與島或內(nèi)部點的包含關系等。（3）

與幾何位置無關的屬性即通常所說的非幾何屬性或簡稱屬性，是與地理實體相聯(lián)系的地理變量或地理意義。屬性

分為定性和定量的兩種，前者包括名稱、類型、特性等，后者包括數(shù)量和等級；定性描述的屬

性如土壤種類、行政區(qū)劃等，定量的屬性如面積、長度、土地等級、人口數(shù)量等。非幾何屬性

一般是經(jīng)過抽象的概念，通過分類、命名、量算、統(tǒng)計得到。任何地理實體至少有一個屬性，

而地理信息系統(tǒng)的分析、檢索和表示主要是通過屬性的操作運算實現(xiàn)的，因此，屬性的分類系

統(tǒng)、量算指標對系統(tǒng)的功能有較大的影響。GIS功能與應用地理信息系統(tǒng)的核心問題可歸納為五個方面的內(nèi)容：位置

、條件、變化趨勢、

模式和模型，依據(jù)這些

問題，可以把GIS功能分為以下幾個方面：1.

數(shù)據(jù)采集與輸入即將系統(tǒng)外部原始數(shù)據(jù)傳輸?shù)紾IS系統(tǒng)內(nèi)部之過程，并將這些數(shù)據(jù)從外部格式轉換到系統(tǒng)便于處理的內(nèi)

部格式的過程。多種形式和來源的信息存在著綜合和一致化的過程。2.

數(shù)據(jù)編輯與更新數(shù)據(jù)編輯主要包括圖形編輯和屬性編輯。屬性編輯主要與數(shù)據(jù)庫管理結合在一起完成；圖形編輯主要

包括拓撲關系建立、圖形編輯、圖形整飾、圖幅拼接、投影變換以及誤差校正等。數(shù)據(jù)更新則要求以新紀

錄數(shù)據(jù)來替代數(shù)據(jù)庫中相對應的數(shù)據(jù)項或紀錄。3.

數(shù)據(jù)存儲與管理數(shù)據(jù)存儲與管理是建立地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的關鍵步驟，涉及到空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的組織。柵格模

型、矢量模型或柵格/矢量混合模型是常用的空間數(shù)據(jù)組織方法。4.

空間數(shù)據(jù)分析與處理空間查詢是地理信息系統(tǒng)以及許多其它自動化地理數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)應具備的最基本的分析功能；而空間

分析是地理信息系統(tǒng)的核心功能，也是地理信息系統(tǒng)與其它計算機系統(tǒng)的根本區(qū)別，模型分析是在地理信

息系統(tǒng)支持下，分析和解決現(xiàn)實世界中與空間相關的問題，它是地理信息系統(tǒng)應用深化的重要標志。5.

數(shù)據(jù)與圖形的交互顯示地理信息系統(tǒng)為用戶提供了許多用于地理數(shù)據(jù)表現(xiàn)的工具

，GIS不僅可以輸出全要素地圖，也可根據(jù)

用戶需要，輸出各種專題圖、統(tǒng)計圖、表格等。6.

地理信息系統(tǒng)應用應用：測繪與地圖制圖

、資源管理、城鄉(xiāng)規(guī)劃、災害預測、土地

調查與環(huán)境管理

、國防、宏

觀決策等

方面表現(xiàn)出強大的生命力。地理信息系統(tǒng)以數(shù)字世

界表示自然界，具有完備的

空間特性，可

以存儲和處理不同地理發(fā)展時期的大

量地理數(shù)據(jù)，并具有極強的空間信息綜合分析能力，

是地理分析的有力工具。

因此，地理信息系統(tǒng)不僅要

完成管理大量復雜的地理數(shù)據(jù)之任務，更為重要的是要完成地理分析、評價、預測和輔助決策的任務。GIS技術與發(fā)展1.

網(wǎng)絡GIS（Web-GIS）指基于Internet平臺、客戶端應用軟件采用網(wǎng)絡協(xié)議、運行在Internet上的地理信息系統(tǒng)。2.

組件式GIS（Com-GIS）是GIS技術與組件技術結合的產(chǎn)物。其基本思想是：把GIS的各種功能模塊進行分類，劃分為不同類

型的控件，每個控件完成各自相應功能；各個控件之間，以及GIS控件與其它非GIS控件之間，通過可視

化的軟件開發(fā)工具集成起來，形成滿足用戶特定功能需求的GIS應用系統(tǒng)。3.

虛擬現(xiàn)實GIS（VR

GIS）虛擬現(xiàn)實GIS（Virtual

Reality

GIS，簡稱VR

GIS）在20世紀90年代開始出現(xiàn)，是一種專門用于研究地球

科學，或以地球系統(tǒng)為對象的虛擬現(xiàn)實技術，是虛擬現(xiàn)實與地理信息系統(tǒng)相結合的產(chǎn)物。近年來，VR

GIS甚至融入到Web-GIS和Com-GIS之中。理想的VR

GIS應包含下列特征：（1）

對現(xiàn)實的地理區(qū)域非常真實的表達；（2）

用戶在所選擇的地理帶（地理范圍）內(nèi)外自由移動；（3）

三維（立體）數(shù)據(jù)庫的標準GIS功能（查詢、選擇、空間分析等）；（4）

可視化功能必須是用戶接口的自然整體部分。VR

GIS的特點：區(qū)域表達的真實性、空間、時間維的漫游、查詢、用戶和系統(tǒng)之間的交互作用；海

量豐富的信息等。4.

時態(tài)GIS（TGIS）時態(tài)GIS是相對于靜態(tài)GIS而言的?，F(xiàn)實中地理環(huán)境、事物和現(xiàn)象是不斷發(fā)展變化的，但靜態(tài)GIS

僅對其進行“快照”式表達，只關心某一瞬間的地理現(xiàn)象，對其前后的數(shù)據(jù)不保留，也沒有比較分析。

而

時

態(tài)

GIS

將

時

間

概

念

引

入

到

GIS

中

，

跟

蹤

和

分

析

空

間

數(shù)

據(jù)

隨

時

間

的

變

化

，

不

僅

描

述

系

統(tǒng)

在

某

時

刻

的

狀態(tài)，而且描述系統(tǒng)沿時間變化之過程，預測未來時刻將會呈現(xiàn)的狀態(tài)，以獲得系統(tǒng)變化的趨勢。5.

互操作GIS目前GIS系統(tǒng)大多基于具體的、相互獨立的和封閉的平臺開發(fā)，采用各自不同的空間數(shù)據(jù)格式，

數(shù)據(jù)組織方式有很大差異，這使得不同GIS軟件間交換數(shù)據(jù)很困難。為解決地理數(shù)據(jù)的共享和繼承、

地理操作的分布與共享等需求，互操作GIS是一個新的GIS集成平臺，實現(xiàn)了在異構環(huán)境下多個地理信

息系統(tǒng)或其應用系統(tǒng)之間的互相通信和協(xié)作。6.

3S集成雖然GIS在其理論和應用技術上有很大發(fā)展，但靠傳統(tǒng)GIS的使用卻不能滿足目前社會對信息快速、

準確更新之要求。與GIS獨立、平行發(fā)展的全球定位系統(tǒng)（GPS）和遙感

（RS）則為GIS適應社會發(fā)展

的需求提供了可能性。目前，國際上3S的研究和應用開始向集成化方向發(fā)展。這種集成應用中，GPS主要用于實時、快

速地提供目標的空間位置；RS用于實時提供目標及其環(huán)境的信息、發(fā)現(xiàn)地球表面的各種變化，及時對

GIS數(shù)據(jù)進行更新；GIS則是對多種來源的時空數(shù)據(jù)進行綜合處理、集成管理和動態(tài)存取，作為新的集

成系統(tǒng)的基礎平臺，并為智能化數(shù)據(jù)采集提供地學知識。WebGIS系統(tǒng)技術架構后臺：GeoServer、ArcGIS

Server

前端：OpenLayers、Leaflet.js

數(shù)據(jù)庫：PostGIS、MySQL、Mon