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      無人機航測:成長中的那些傷與痛

      2017-07-20 09:14:23 智飛小澤 42

             近年來,憑借著機動靈活、反應迅速、成本較低等優勢,無人機作為一種新型遙感平臺,被廣泛用于水利工程、油氣管道巡檢、應急救援、環境監測、農村土地利用調查、城市管理等領域。無人機航空攝影測量可以快速、機動、靈活地獲取項目區域的航空影像和數據,但由于受到自身條件及飛行穩定性、地理環境等因素限制,遙感技術存在瓶頸;此外,在測繪領域的法律法規仍需完善,行業壁壘需要破除,一些已成為“潛規則”的行業痼疾也亟待根治。

            技術難點待攻克


            無人機航測遙感技術,是通過利用無線電設備來控制飛行器,快速獲取信息的一種技術。傳統的地面測繪信息主要依靠衛星或載人飛機來獲取,但信息采集成本偏高,且受天氣條件和更新速度等方面的限制大。相較而言,無人機航測遙感技術成本低廉、操作簡單、成像清晰,且周期較短,彌補了傳統測繪信息采集手段的不足和缺陷。例如無人機無需載重駕駛員,從而不需要相應的架勢設備和安全救生設備,減輕了機體重量,飛行更為輕便。據悉,在應急事件的處理中,無人機適用于大范圍監測,日監測能力最高可達2000多平方公里,監測效率大幅度提升。

            此外,與衛星影像分辨率相比,無人機的影響分辨率要高出很多,一般能達到0.1~0.5米,無人機遙感技術可與GIS進行快速集成,迅速搭建監測應用。

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            首先是飛行的平穩性欠佳。這恰好是由“機體輕”這一“優勢”引發而來。當無人機飛行躥升至一定高度時,高空風力的影響比較大,導致飛機飛行不穩定,獲取影像不清晰。據業內人士分析,一方面是由于飛行姿態受氣流影響,拍攝時相機傾角過大,對模型高程面造成扭曲,導致高程誤差超限;另一方面,是由于民用相機鏡頭和機身部分在飛行過程中受飛機振動以及氣溫變化的影響,相機內方位元素發生改變,從而影響了航測的高程精度。

            其次,傳感器技術應有有待完善。由于技術限制和要求,普通無人機目前無法搭載精度較高的傳感器,因此大比尺的測繪需求的精度較高的信息和圖像無法得到滿足。據記者了解,目前航測領域,激光測距傳感器開始得到越來越廣泛的應用。據悉,無人機激光地形測量系統主要由空中飛行單元、地面控制單元和測量作業單元三部分組成,包括相應硬件設備和數據采集處理軟件。一般測量作業單元由機載RTK GPS、機載激光測距傳感器、機載數據采集存儲子系統和地面RTK GPS基準站組成。測量方法是通過機載數據采集單元,獲取飛行過程中RTK GPS實時三維數據、激光測距傳感器的地面目標測距數據和飛行姿態數據,然后通過處理軟件來計算地面目標的三維坐標。

            據業內專家介紹,相較常規測量手段,無人機激光測量技術可以實現更高的測量精度和測量效率,對測區的適應能力更強,目前已經應用到帶狀地形測量、災害調查和環境監測等多個領域。

      最后是過于依賴通訊系統。由于無人機的控制程序對GPS和通訊系統的依賴程度很高,一方面導致在航測任務執行過程中,受地形因素影響較大;另一方面也存在安全隱憂,黑客可以通過編碼程序來干擾無人機的正常飛行。一位在西安專業從事航測工作的高先生告訴宇辰網記者,在數據采集過程中,主要難點就是地形。例如山區,一是地形復雜,飛機起降困難,即便是起飛了,爬升也很難。而且轉場麻煩,經常繞路。二是信號阻擋嚴重,飛機飛到一定高度之后,面臨丟失信號,飛機“飛丟”的風險; 三是由于地形惡劣,像控點不好布,山區地形落差大,即使勉強采集到圖像,精度也比較低。

            行業痼疾難除

            近日國家測繪地理信息局官網的通知公告一欄,有一則“關于對兩家公司測繪違法行為的處理通報”,對一家航測公司私自將項目轉包給另一家無測繪資質的公司的違法行為進行的最終處理情況進行了通報。記者查詢《中華人民共和國測繪法》了解到,其中的第四十五條明文規定,測繪單位將測繪項目轉包的,責令改正,沒收違法所得,處測繪約定報酬一倍以上二倍以下的罰款,并可以責令停業整頓或者降低資質等級;情節嚴重的,吊銷測繪資質證書。雖然如此,但一位業內資深人士告訴宇辰網記者:現在很多測繪單位自己不做航測,都是雇傭航拍隊采集數據照片。但是這些航拍隊通常是沒有測繪資質的,游離在合法與非法之間。政府應當明確最后呈報測繪結果的單位要有相應的測繪資質,并對結果負責。上述人士表示,現在一些買了無人機的城建、規劃單位,還有一些設計院和研究院,并沒有操作和維護飛機的經驗,也不想承擔風險,因此就將項目外包給這些航拍隊進行外業數據采集,測繪公司再對這些數據進行專業處理?!斑@實際已經成為測繪行業的潛規則”。

             近年來無證測繪和違規測繪的情況屢禁不絕:有的單位自身有測繪資質,但超出證載業務范圍承擔工程測繪任務;有的單位直接“借證”、“賣證”給無證單位或個人,以此謀利;還有的單位或個人不嚴格執行測繪標準,偷工減料,為了節省開支,將小比例尺的地圖直接放大成大比例尺的地圖使用;對一些重要的地理信息數據如位置、高程、深度、長度、面積等任意放寬標準等。行業壟斷和壁壘也是亟待破除的痼疾。全國政協委員、中科院院士包為民就在“兩會”上一針見血的指出:現在天上的衛星不少,但是都是各占山頭,各自的信息是不公開的。因此包為民建議打破行業壁壘,促進對地遙感衛星、高分衛星等衛星信息有效融合,充分利用這些數據和信息,為相關行業提供支撐。 此外,專業測繪人才不足,人才不穩定也是行業一大問題。記者在采訪中了解到,航測工作分外業與內業,外業工作主要是實地的考察與測量、收集數據;內業則分為數據采集與數據編輯。用一位業內人士的話來說是:“外業很辛苦,內業則比較枯燥?!倍鴱年犖榻M成來看,還是以勞動密集型的的為主,勞動強度大,薪酬偏低,高素質全面型的人才缺失。

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            政策須進一步細化和落地

            2017年“兩會”上,有政協委員針對測繪領域的法律法規缺失提出議案。全國政協常委,湖南省政協副主席、省國土資源廳副廳長楊維剛表示,由于當前國家層面還沒有專門針對數據共享的法律法規,造成地理空間數據共享工作無法可依,難以統籌協調。一些部門和單位出于部門利益考慮,將數據資源當作部門財產,對共享消極應對,不愿向其他部門共享數據,也不愿利用其他部門已有的數據,造成數據重復采集,浪費財政資金。此外,由于數據標準和基準的不統一,使不同部門的數據難以整合共享,形成“信息孤島”和“數據鴻溝”。楊維剛認為,當前亟需立法解決上述問題:實行遙感影像統籌管理制度,統籌管理地理信息項目,并統一數據標準和空間基準。在工程測繪等領域,數據共享機制并未完全建立,各企事業單位往往各自為政,自籌資金組織測繪活動,造成同一地區不同單位重復測繪的現象出現。在嚴重浪費測繪資源的同時,還造成測繪基準不同、技術標準不一、成果質量不均等問題。


            此外,全國人大代表、阿里巴巴集團副總裁鐘天華指出,根據現行法律規定:涉及國家軍事、安全要害部門的點位名稱及坐標,涉及國民經濟重要工程實施優于100米精度的點位坐標等屬于國家機密,但是對于涉及上述機密的具體區域并沒有明確的標定。而實際上,世界商業衛星遙感影像的最高空間分辨率已經超過0.5米。從理論上講,國外公司通過正常的商業行為便可以輕易獲取全球任何區域優于0.5米精度的坐標或地圖。 在國家測繪地理信息局網站上查詢到2009年發布的《國務院辦公廳轉發測繪局等部門關于整頓和規范地理信息市場秩序意見的通知》,其中提到要嚴格規范獲取、提供和使用涉密地理信息行為、防范和制止涉軍非法測繪活動、加強對外國組織和個人來華測繪活動的監管等,但沒有查詢到相應的技術防范手段和監管的細則。我國對于測繪資質的審核一直比較嚴格,《中華人民共和國測繪法》中對于測繪的資質資格具有明確的要求:從事測繪活動的單位應當具備下列條件,并依法取得相應等級的測繪資質證書后,方可從事測繪活動:(一)有與其從事的測繪活動相適應的專業技術人員;(二)有與其從事的測繪活動相適應的技術裝備和設施;(三)有健全的技術、質量保證體系和測繪成果及資料檔案管理制度;(四)具備國務院測繪行政主管部門規定的其他條件。對此,一位不愿具名的業內人士在接受宇辰網記者采訪時指出,這種測繪資質審核過于“一刀切”,應該根據情況分別對待:像是精細農業、科研航拍等領域的測繪活動,不應當受限于上述測繪資質的要求。對于相關應用領域來說,資質的適當放開是有必要的,一方面有利于該領域的技術推進和科研項目開展;另一方面也促進無人機產業的發展。









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