旋翼無人機的技術組成及應用現(xiàn)狀

1旋翼無人機的應用

1.1 旋翼無人機的技術組成

旋翼無人機是一個整體的系統(tǒng)，由無人機機體本身、任務載荷和地面通信基站共同組成，旋翼無人機的任務載荷可以根據(jù)實際需要來進行更換。而地面通信基站是整個系統(tǒng)的控制中心，決定著無人機的運行，可以有效控制無人機的飛行路線和做好數(shù)據(jù)采集工作。旋 翼無人機主要應用的技術有無線通信技術、GPS導航技術、傳感器技術和軟件技術。

1.2國內(nèi)外旋翼無人機應用現(xiàn)狀

旋翼無人機在國外發(fā)達國家的應用較廣，美國通過先進的自動導航和精密控制技術對旋翼無人機進行廣泛應用，使得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率大幅上升;日本也大量應用旋翼無人機進行植物保護作業(yè)，目前，已經(jīng)形成了極為完善的一套操作流程和規(guī)范;相比之下，我國旋翼無人機的研究和應用起步較晚，但發(fā)展速度較快，當前，我國旋翼無人機的研究進入了新的階段，已在低空高光譜遙感技術方面得到了廣泛應用。

2高光譜遙感技術的應用

高光譜遙感技術主要用來監(jiān)測地面農(nóng)作物的生長狀態(tài)，把所得到的信息進行整合，以及時提供有效的信息，同時，這項技術對于預測災害方面也十分有效，這項技術的應用可以有效提高農(nóng)業(yè)管理水平和減少農(nóng)業(yè)管理成本。從應用方向上看，高光譜遙感技術主要應用于以下三個方面：一是，研究農(nóng)作物葉片光譜特征，通過對葉片光譜特征的研究，對土壤內(nèi)水分含量、農(nóng)作物葉片葉綠素含量等進行分析，從而為農(nóng)技人員優(yōu)化作物種植管理方案提供參考;二是，能夠預測農(nóng)作物的生長勢頭，高光譜遙感技術能夠?qū)θ~面積指數(shù)和生物量兩個方面進行監(jiān)測，而且這項技術對葉片沒有破壞性，可以得 到精確的葉面積指數(shù)，在此基礎上，通過搭建葉面積指數(shù)反演模型，來對農(nóng)作物的長勢進行預測;三是，能夠監(jiān)測農(nóng)作物的生理性狀，重點是對農(nóng)作物的光合作用和氮含量進行監(jiān)測，通過監(jiān)測農(nóng)作物的光合作用狀態(tài)可以預測農(nóng)作物的生理狀況，而對氮含量的監(jiān)測，可以為施肥提供參考，實現(xiàn)科學、合理的施肥，避免浪費肥料，確保農(nóng)作物健康生長。

3高光譜遙感技術分析

3.1高光譜遙感圖像采集過程

高光譜遙感圖像的采集的通過旋翼無人機平臺來實現(xiàn)，在采集過程中，要注意對無人機平臺的飛行參數(shù)和飛行線路進行科學的規(guī)劃，同時對拍攝參數(shù)也需要進行精細控制。通常來講，采集方式都是定點采集，即無人機到達預設地點之時向相機發(fā)出拍攝指令，這種做法可以使圖像重疊率得到有效保證，從而提高采集效率并獲得高質(zhì)量的采集圖像。高光譜遙感圖像采集過程主要分為以下四步：第一步是無人機平臺的飛行參數(shù)確定，主要包括無人機平臺的飛行高度、飛行速度和圖像重疊率。在確定參數(shù)時，要注意這些參數(shù)不是互相獨立的，而是互相影響的，因此，需要結合任務實際需求和設備本身性能來綜合考量。實際應用中，要最先確定重疊率以保證圖像精度，然后根據(jù)分辨率確定飛行高度，最后根據(jù)相機的頻率確定速度。第二步是飛行路線規(guī)劃，飛行路線是根據(jù)飛行參數(shù)所確定的，在日常應用中，多采取“之”字形的飛行路線，這樣可以對農(nóng)田區(qū)域進行較為全面的拍攝，做到不留死角。第三步是對相機的參數(shù)確定，主要是確定相機焦距、曝光時間等。焦距決定著圖像采集的清晰度，在確定焦距過程當中，不建議采取自動對焦模式，因為這會使得圖像拍攝時間變長，從而出現(xiàn)丟圖現(xiàn)象;曝光時間也要嚴格確定好，曝光時間過長會損失一部分遙感信 息，曝光時間過短會使得圖像信噪比降低。在選取參數(shù)時，要注意到各參數(shù)之間的相互影響，而找到一個平衡點。并且，采集過程對環(huán)境的光照度也有一定要求，因此，原則上應當在正午前后的兩小時范圍內(nèi)進行高光譜遙感圖像的采集工作。最后一步是遙感圖像的采集工作，這一環(huán)節(jié)相對簡單，只需要將相機鏡頭調(diào)節(jié)到豎直向下的位置，圖像采集工作即可在無人機飛行過程中自動進行。

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審核編輯：湯梓紅