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位置:第85期>>第13版:海岛(礁)测绘航空遥感技术先锋
 
海岛(礁)测绘航空遥感技术先锋
 
 
2013-05-22 18:06 编辑:采访/董亚欣 整理/毕凯 浏览量:5409人
 
 

 
 

   

 

海岛(礁)测绘需要高分辨率影像及测图技术的保证,科技部国家863计划专门为此列出课题,开展海岛(礁)航空航天遥感识别、定位与测图技术方面的研究,此研究的重要内容和难点之一是研究低空无人机海岛(礁)测绘遥感系统与基于低空无人机平台的少控制测图技术。那么,低空无人机海岛(礁)测绘遥感系统是由谁研制的?采用无人机遥感技术如何获取远离大陆的岛礁高分辨率航空影像?基于无人机平台的少控制的测图如何实现?为此,本刊编辑部专门采访了中测新图(北京)遥感技术有限责任企业总经理李英成研究员。

    记者(以下简称记):中测新图企业是一个什么样的企业?为什么能参与“十一五”863海岛(礁)测绘的研究项目?
    李英成研究员(以下简称李):
中测新图企业是2005年3月,中国测绘科学研究院在科技部公益类科研机构改革时,整体转制成立的高新技术企业。企业作为国家测绘局遥感工程技术中心,是国家测绘局新技术体系引进、消化吸取与应用示范研发基地;同时还是科技部国家遥感中心资料服务部。2010年11月,大家企业入选了北京市“瞪羚计划”首批重点培育企业。
    企业非常重视研发工作。单从研发人员来讲,大家的研究人员现在有80多名。近些年来,企业持续推进3S领域的技术创新与研发,在已有的多平台综合航空遥感数据获取体系基础上,建立国家级航空遥感新技术产业体系,推动传统测绘产业技术升级。尤其是在无人机遥感技术研究方面,企业先后研制了4个型号8个类别的无人机遥感系统,研制了国家地理信息应急监测车等一大批航空遥感的技术装备。2012年,航空遥感技术国家测绘地理信息局企业重点实验室也落地在大家企业。
    随着企业研究实力的提升,大家也参与了5项国家863计划研究项目、4项国家科技支撑项目研究。其中“十一五”国家863计划 “远离大陆的海岛(礁)遥感识别定位与测图技术”就是由大家企业牵头完成的。

 



车载长航时无人机起飞准备


    记:请您给大家先容一下“远离大陆的海岛(礁)遥感识别定位与测图技术”项目的成果主要由哪些?
    李:
大家企业实行的“远离大陆的海岛(礁)遥感识别定位与测图技术”863课题,面向远离大陆的海岛(礁)遥感识别与测图需求,首次建立了海岛(礁)测绘的分类体系,建成了面向海岛(礁)探测和识别的工艺流程和技术指标,这一项填补了国内空白;针对海岛(礁)大比例尺测绘的难点和特点,在现有国家标准的基础上,经过充分调研与大规模生产试验,制定了稀少(无)控制海岛(礁)航空摄影测量技术指标体系,编制了《海岛(礁)数字航空摄影技术规定》和《海岛(礁)稀少(无)控制航空摄影测量技术规程》,填补了我国海岛(礁)大比例尺航空摄影测量技术规程的空白;在国内首次研制民用低空无人机海岛(礁)航摄遥感系统,为远离大陆(作业半径500公里)或敏感海域海岛(礁)高分辨率(优于0.1米)影像获取提供新手段,该系统在舟山庙子湖岛、海南大洲岛、福建南日岛等近海海域0.1m分辨率航空摄影、西沙永兴岛、东岛及敏感海域1:2000地形图测绘以及国家海域动态监视监测等方面得到推广应用;针对海岛(礁)周边水深较浅、海域敏感等困难,大家还研究了基于无人表面船测深控制的水下地形遥感反演技术以及海岛岸线综合测定关键技术,实现海岛(礁)水上水下一体化测图,解决了我国远海岛(礁)周边浅海、特别是水下暗礁地形测量的难题。

    记:针对海岛(礁)测绘遥感数据获取与处理的特殊性,贵单位采用了哪些新的技术手段?
    李:
长期以来,我国海岛(礁)遥感影像的获取手段主要依靠卫星遥感和有人机航空遥感两类。
    卫星遥感是大范围岛礁遥感探测不可或缺的重要数据源,具有一定的技术优势。但对于小范围岛礁遥感探测数据获取,由于受卫星固定轨道、岛礁天气等因素制约,难以获取现势性高的海岛(礁)高分辨率遥感影像。近30年来,我国已逐步构建航空遥感探测体系,具有多传感器、多平台航空遥感能力,但易受空域、天气、机场条件、启动程序复杂性等限制,同样难以完全满足海岛(礁)高分辨率感数据快速获取的需要。
    随着相关科学技术的发展,轻小型无人机在远程监测、续航时间、飞行品质上有了明显的突破,成为了近几年兴起的新的遥感手段。低空轻小型无人机遥感系统具有机动灵活、受天气影响小、成本低、影像获取分辨率高等特点,已成为我国海岛(礁)测绘高分辨率遥感数据获取手段的重要补充。2010年以来,国家测绘地理信息局已经在全国范围内的省市装备了无人机航摄遥感系统,并在广西、四川等十余省市装备了国家地理信息应急监测系统,初步形成了我国低空无人机航摄遥感监测网络。
    2008年以来,大家企业成功研制了8个类型的无人机遥感系统,其中固定翼轻型长航时无人机飞行平台续航时间在10小时以上,能满足远离大陆的海岛(礁)高分辨率影像获取的需要。针对远离大陆的海岛(礁)影像测图困难的难题,大家在长航时无人机遥感系统上开展了相应的测图技术的研究,首先改进了无人机飞行控制,一方面实现了定点摄影、旋偏改正,保证无人机的飞行质量满足规范要求,另一方面,精确记录曝光时刻的位置信息,使之参与平差解算,实现少控制的影像测图;其次大家研制了基于无人机平台的测量型数码相机,保证了测图精度;第三升级了岛礁测绘的飞行方案,开发了基于岛礁信息的精确航线设计App,研究了岛礁航摄构架航线的布设方案等等。

 



无人机实行海岛(礁)的航空摄影应用示范


    记:很多媒体报道和转载贵企业参与海岛(礁)测绘的事迹,您给大家讲讲在项目实行过程中发生的一些故事。
    李:
在实行海岛(礁)测绘项目过程中确实发生了一些感人的故事。为了配合好海岛(礁)测绘相关工作,企业专门成立了海岛(礁)遥感新技术管理部门,该部门的负责人是叶冬梅。在实行国家重大工程海岛(礁)测绘过程中,从项目规划设计、规程制定、关键技术研发和每个生产环节的技术支撑,她都全程参与。从2009年到2011年,她先后两次登上海岛,累计时间一个多月,作为一名女同志,她既负责对上联络,又负责对下沟通,既负责申请空域与协调项目实施,又与其他男同志一样参与像控测量、野外调绘等外业工作,展现了巾帼不让须眉的精神风貌。
    为了突破“远离大陆的海岛(礁)遥感识别定位与测图技术”轻小型无人机稀少控制的测图关键技术,企业调集精兵强将,开展远离大陆的岛礁无人机测绘的关键技术攻关。以丁晓波副研究员为主的研发团队夜以继日、争分夺秒地开展工作。当时,国内无人机续航时间普遍较短,实行远距离航空摄影任务的能力还很欠缺;由于无人机飞控系统的测姿定位精度不高,难以满足海岛(礁)测绘稀少控制的测图。研究组多次深入西安、沈阳、南京等相关科研院所开展长航时无人机飞行平台的调研,放弃节假日和休息时间,埋头开展无人机飞控系统的改造升级研究,在全体成员的努力下,经过近一年的技术攻关,终于攻克了轻小型无人机续航时间短、飞控系统控制精度低、无法记录精确曝光时刻位置信息等技术难点,解决了基于轻小型无人机飞行平台的海岛(礁)稀少测图技术难题。
    为了做好“远离大陆的海岛(礁)遥感识别定位与测图技术”项目的应用示范,杨江江、毕凯、樊贺阳等同志主动请缨奔赴测区,2011年5月-6月的近50天时间里,他们登上西沙群岛永兴岛(今三沙市政府所在地)和东岛,开展长航时无人机航空遥感技术应用示范。接近40℃的高温下,在缺水少电、酷热潮湿的环境中一呆就是45天,采用企业自主研制的固定翼轻型长航时无人机航摄系统顺利获取了永兴岛和东岛约33平方公里的0.1米分辨率的数字航空影像。

    记:企业要走在科技发展的前沿,请您谈谈会受到哪些内外部因素的制约,贵企业是如何克服并在行业内取得不俗业绩的?
    李:
党的十八大报告中明确指出:着力构建以企业为主体,市场为导向,产学研相结合的技术创新体系。国家测绘地理信息局在2013年工作要点中也强调加强科技自主创新和技术装备建设。测绘地理信息是以科技为依托的行业,测绘地理信息科技创新体系和信息化测绘体系建设离不开科技创新。
    近些年来,航空遥感技术装备大多依靠进口,比如航空遥感传感器,不论是胶片相机、数码相机还是机载激光雷达等,多以进口美国、瑞士、奥地利、德国、加拿大等发达国家的装备为主。自主研发走过了很长一段引进、消化、吸取的路子。进入新世纪,国内的一些单位通过多年经验积累,在航空遥感传感器研制上逐步实现了自主创新,这给了大家巨大的鼓舞和信心。大家企业也加入到自主创新的队伍中,企业始终以市场需求为导向,始终围绕着国家局“构建数字中国、监测地理国情、发展壮大产业、建设测绘强国”的24字方针,着力解决目前制约我国航空遥感发展的瓶颈和关键技术,先后研制了低空无人机遥感技术装备、国家地理信息应急监测车、大面阵数字航空摄影仪和多视立体航空航摄仪等一批科研成果,并开展了推广和示范应用,在业界取得了不错的口碑。
    尽管取得了一点点成绩,但大家同时也看到,企业的创新能力建设也受到外部和内部因素的制约,有些问题甚至到今天大家都在想办法解决。
    企业的创新能力在内部受员工的素质、企业的融资能力、市场开拓能力和管理水平等方面的制约,但国家政策环境、融资环境、中介机构的发育状况、创新学问氛围等外部环境的不健全和不完善也是制约企业创新能力提升的重要因素。比如国家鼓励企业自主创新的奖励政策、政府采购政策等还有待进一步完善;国家层面上的相关规范和标准还有待健全等等。
    为了推动企业自主创新能力建设,企业经过多年的积累,也走出了一条具有中测新图特色的路子。

 



海岛(礁)像控测量

 
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