無人機航測應(yīng)用的優(yōu)勢及存在哪些困境

隨著無人機與數(shù)碼相機技術(shù)的發(fā)展，基于無人機平臺的數(shù)字航攝技術(shù)已顯示出其獨特的優(yōu)勢。具有活動靈活、操作簡單、響應(yīng)快速、成圖精度高、產(chǎn)品豐富等眾多特點，尤其在小區(qū)域和飛行困難地區(qū)高分辨率影像快速獲取方面具有明顯優(yōu)勢。特別是近年來，無人機航空攝影測量系統(tǒng)應(yīng)用于大中比例尺地形圖、地質(zhì)災(zāi)害等航空攝影測量領(lǐng)域，為傳統(tǒng)航空攝影測量提供了更有力的補充。

近幾年，無人機航測在地信測繪的應(yīng)用越來越火，無人機航測已它獨特的優(yōu)勢得到了廣泛的應(yīng)用，但大規(guī)模的應(yīng)用也帶來了安全、監(jiān)管等巨大的困境。如何在無人機航空攝影的快速發(fā)展中應(yīng)對當(dāng)前的困境和挑戰(zhàn)，是一個值得深入思考的命題。

優(yōu)勢

1、快速航測反應(yīng)能力

無人機航測通常低空飛行，空域申請便利，受氣候條件影響較小。對起降場地的要求小，特別是多旋翼無人機，一分鐘可實現(xiàn)垂直起降，無需專用場地，操作便捷。在獲取航拍影像時可避免飛行人員的涉險，能夠解決人工探測無法達到的地區(qū)監(jiān)測功能。根據(jù)任務(wù)要求每天可獲取數(shù)十至數(shù)百平方公里的航測結(jié)果。

2、突出的時效性

在無人機航空攝影測量的過程中，能夠準(zhǔn)確并快速的收取到地表數(shù)據(jù)。相對衛(wèi)星測繪和人工測繪，無人機航測能節(jié)省時間，更快、更敏捷的為用戶提供所需要的測量信息。而且綜合應(yīng)用能力很強，無人機航測系統(tǒng)既可以獨自發(fā)揮作用，還可以和衛(wèi)星遙感測繪以及地面檢測手段相結(jié)合。

3、生產(chǎn)成本低

此外，無人機的測量價格相對不高，使生產(chǎn)單位資金成本大大降低，還可以滿足眾多比例的地形圖測繪的要求。以地形地籍1：500三維測圖為例，使用無人機航空攝影測量技術(shù)，大大減少傳統(tǒng)數(shù)字化測圖的外業(yè)工作量，外業(yè)調(diào)繪量平均可降低70%以上，改變了傳統(tǒng)測繪工作模式。

4、高精度數(shù)據(jù)獲取和建模能力

無人機平臺攜帶的數(shù)碼相機、數(shù)字彩色航攝相機等設(shè)備可快速獲取地表信息，獲取超高分辨率數(shù)字影像和高精度定位數(shù)據(jù)，生成DEM、三維正射影像圖、三維景觀模型、三維地表模型等二維、三維可視化數(shù)據(jù)，便于進行各類環(huán)境下應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用。

困境

1、法律困境

隨著我國發(fā)展通用航空的政策信號不斷釋放，低空空域管理改革等重大政策蓄勢待發(fā)，通用航空的發(fā)展前景變得令人期待。與此同時，我國通用航空法律現(xiàn)狀遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于現(xiàn)實需求的實際日益凸顯。

適航許可方面，中國民航現(xiàn)有的航空器適航審定均是針對大型載人飛行器的，無人航空器系統(tǒng)適航政策已經(jīng)列入適航審定“十三五”專項規(guī)劃，具體實施尚待時日。

人員管理方面，民用航空局飛行標(biāo)準(zhǔn)司于2016-07以咨詢通告的方式推出了《民用無人機駕駛員管理規(guī)定》，要求無人機駕駛員具備相應(yīng)的技能，并通過民航局組織的培訓(xùn)和考試方可獲取執(zhí)照，對無人機系統(tǒng)駕駛員實施指導(dǎo)性管理，最終目的是按照國際民航組織的標(biāo)準(zhǔn)建立我國完善的民用無人機駕駛員監(jiān)管體系。

運行規(guī)則方面，國務(wù)院、中央軍委于2003-01 頒布《通用航空飛行管制條例》，以及由此衍生的《通用航空飛行任務(wù)審批與管理規(guī)定》（2013-11），對通用飛行活動的空域管理、計劃審批和飛行保障等作出相關(guān)規(guī)定。民用航空局飛行標(biāo)準(zhǔn)司于2015-12 以咨詢通告的方式推出了《輕小無人機運行規(guī)定（試行）》，對特別是低空、慢速、微輕小型無人機的運行進行了相應(yīng)的規(guī)范。為進一步規(guī)范民用無人駕駛航空器飛行活動，規(guī)范其空中交通管理工作，民用航空局空管行業(yè)管理辦公室于2016-09 頒布《民用無人駕駛航空器系統(tǒng)空中交通管理辦法》（MD-TM-2016-004），對安全評估、空中交通和無線電管理等進行了規(guī)范。2017-08，中國民用航空局發(fā)布《民用無人駕駛航空器從事經(jīng)營性飛行活動管理辦法（暫行）》和《無人機圍欄》等征求意見稿，旨在規(guī)范民用無人駕駛航空器從事經(jīng)營性活動的市場監(jiān)管，促進無人機產(chǎn)業(yè)安全、有序、健康發(fā)展。

通用航空法律制度主要由國家立法、行政法規(guī)、民航規(guī)章3 個層次構(gòu)成。但是這些規(guī)定多為試行、暫行和指導(dǎo)性規(guī)定，涉及具體監(jiān)管細(xì)節(jié)相對滯后。目前國內(nèi)尚未形成完整的民用無人機規(guī)章及管理體系，相關(guān)法律法規(guī)存在法律法規(guī)體系不夠健全、內(nèi)容過于籠統(tǒng)、相關(guān)條文交叉等問題，嚴(yán)格且繁瑣的審批手續(xù)規(guī)定，甚至阻礙了通用航空的發(fā)展，成為無人機航空攝影發(fā)展的最大困境。

2、政策困境

作為新興的產(chǎn)業(yè)，無人機對于傳統(tǒng)航空產(chǎn)業(yè)的沖擊使得管理部門也面臨了巨大的挑戰(zhàn)。無人飛行器的管理，一方面屬于民航局，同時空域安全涉及空軍方面，產(chǎn)業(yè)政策涉及工信部，其他如公共安全還涉及公安部，具體行業(yè)應(yīng)用還涉及其他部委。多口管理經(jīng)常造成管理無序和成本增大。

從全球范圍來看，美國的無人機監(jiān)管政策走在前面，其他國家特別是發(fā)展中國家，多是參考甚至照搬美國的政策。2016 年，美國聯(lián)邦航空管理局（FAA）出臺了無人機監(jiān)管的系列政策，尤其是Operation and Certification of SmallUnmannedAircraft Systems（FAA Part 107），為無人機的認(rèn)證、監(jiān)管和運行提供了良好的樣本。目前國內(nèi)對于FAA 政策的研究正在進行，本地化尚需時日。無人機的政策配套落后、監(jiān)管缺位、低空空域開放步伐緩慢、缺乏相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，是制約其大規(guī)模發(fā)展和應(yīng)用的政策困境。

3、身份困境

無人機生產(chǎn)廠家眾多，生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)各異，各種配（備）件沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，尤其是在飛行控制相關(guān)的外部標(biāo)準(zhǔn)方面，如無線電頻率、導(dǎo)航方式、通訊鏈路等沒有標(biāo)準(zhǔn)化的工藝和流程，導(dǎo)致經(jīng)過適航認(rèn)證和許可的各種飛行器都能上天，沒有適航認(rèn)證和許可的飛行器則在監(jiān)管層面面臨“一刀切”的管理限制。

另外，人員資質(zhì)管理同樣面臨標(biāo)準(zhǔn)問題，民航局、體育協(xié)會以及行業(yè)監(jiān)管部門均有獨立的培訓(xùn)機構(gòu)，且頒發(fā)各自的認(rèn)證證書，造成身份的相互認(rèn)定問題以及資質(zhì)管理的混亂。

4、空域困境

所謂低空空域通常是指1 000 m 以下的空間范圍，這是通航飛行作業(yè)的主要活動區(qū)域。《低空空域管理使用規(guī)定（試行）》提出，全國低空空域分為管制空域、監(jiān)視空域、報告空域以及目視飛行航線4 類。管制空域指“為飛行活動提供空中交通管制服務(wù)、飛行情報服務(wù)、航空氣象服務(wù)、航空情報服務(wù)和告警服務(wù)的空域”;監(jiān)視空域與管制空域比，區(qū)別在于“不提供空中交通管制服務(wù)”;報告空域是指“為飛行活動提供航空氣象服務(wù)和告警服務(wù)，并根據(jù)用戶需求提供航空情報服務(wù)的空域”;目視飛行航線是“為確保航空用戶能夠飛到預(yù)定空域，且飛行人員在目視條件下飛行的航線”。

2016 年，國務(wù)院辦公廳發(fā)布《國務(wù)院辦公廳關(guān)于促進通用航空業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》，提出加快提升服務(wù)保障能力，促進產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，釋放消費潛力，實現(xiàn)通用航空業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的總體目標(biāo)，同時提出科學(xué)規(guī)劃空域、優(yōu)化飛行服務(wù)和提高審批效率的具體措施。但是《意見》的落地和具體實施還沒有清晰的可操作流程。

5、保密困境

測繪航空攝影獲取了地表所有的地理信息，測繪航空攝影底片和影像數(shù)據(jù)是重要的涉密載體，直接涉及國家安全和利益。因此，測繪航空攝影成果在公開提供使用前，必須依法經(jīng)過省級以上測繪行政主管部門進行保密技術(shù)處理， 并按照國務(wù)院、中央軍委的有關(guān)規(guī)定送軍方進行保密審查。實際操作過程尤其是應(yīng)急測繪響應(yīng)過程中，保密審查工作會對快速無人機航空攝影的時效性產(chǎn)生一定的影響。

結(jié)語

隨著今后立法、規(guī)范和制度建設(shè)的完善，無人機航空攝影一定能得到進一步的發(fā)展，為提升國家應(yīng)急測繪保障能力、完善地理信息數(shù)據(jù)采集體系、支持國家經(jīng)濟建設(shè)提供更強有力的支撐。目前，無人機航測已經(jīng)應(yīng)用到國家重大工程建設(shè)、災(zāi)害應(yīng)急與處理、國土監(jiān)察、城市規(guī)劃、環(huán)境治理、生態(tài)保護、交通運輸?shù)雀鱾€領(lǐng)域。尤其在基礎(chǔ)測繪、土地資源調(diào)查監(jiān)測、土地利用動態(tài)監(jiān)測、數(shù)字城市建設(shè)和應(yīng)急救災(zāi)測繪數(shù)據(jù)獲取等方面具有廣闊前景。