無人機航測應用的優勢及存在哪些困境
in 公司新聞 by meng
隨著無人機與數碼相機技術的發展，基于無人機平臺的數字航攝技術已顯示出其獨特的優勢。具有活動靈活、操作簡單、響應快速、成圖精度高、產品豐富等眾多特點，尤其在小區域和飛行困難地區高分辨率影像快速獲取方面具有明顯優勢。特別是近年來，無人機航空攝影測量系統應用于大中比例尺地形圖、地質災害等航空攝影測量領域，為傳統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用越來越火，無人機航測已它獨特的優勢得到了廣泛的應用，但大規模的應用也帶來了安全、監管等巨大的困境。如何在無人機航空攝影的快速發展中應對當前的困境和挑戰，是一個值得深入思考的命題。優勢1、快速航測反應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監測功能。根據任務要求每天可獲取數十至數百平方公里的航測結果。2、突出的時效性在無人機航空攝影測量的過程中，能夠準確并快速的收取到地表數據。相對衛星測繪和人工測繪，無人機航測能節省時間，更快、更敏捷的為用戶提供所需要的測量信息。而且綜合應用能力很強，無人機航測系統既可以獨自發揮作用，還可以和衛星遙感測繪以及地面檢測手段相結合。3、生產成本低此外，無人機的測量價格相對不高，使生產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，大大減少傳統數字化測圖的外業工作量，外業調繪量平均可降低70%以上，改變了傳統測繪工作模式。4、高精度數據獲取和建模能力無人機平臺攜帶的數碼相機、數字彩色航攝相機等設備可快速獲取地表信息，獲取超高分辨率數字影像和高精度定位數據，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、三維可視化數據，便于進行各類環境下應用系統的開發和應用。困境1、法律困境隨著我國發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，通用航空的發展前景變得令人期待。與此同時，我國通用航空法律現狀遠遠落后于現實需求的實際日益凸顯。適航許可方面，中國民航現有的航空器適航審定均是針對大型載人飛行器的，無人航空器系統適航政策已經列入適航審定“十三五”專項規劃，具體實施尚待時日。人員管理方面，民用航空局飛行標準司于2016-07以咨詢通告的方式推出了《民用無人機駕駛員管理規定》，要求無人機駕駛員具備相應的技能，并通過民航局組織的培訓和考試方可獲取執照，對無人機系統駕駛員實施指導性管理，最終目的是按照國際民航組織的標準建立我國完善的民用無人機駕駛員監管體系。運行規則方面，國務院、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《通用航空飛行任務審批與管理規定》（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規定。民用航空局飛行標準司于2015-12 以咨詢通告的方式推出了《輕小無人機運行規定（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的規范。為進一步規范民用無人駕駛航空器飛行活動，規范其空中交通管理工作，民用航空局空管行業管理辦公室于2016-09 頒布《民用無人駕駛航空器系統空中交通管理辦法》（MD-TM-2016-004），對安全評估、空中交通和無線電管理等進行了規范。2017-08，中國民用航空局發布《民用無人駕駛航空器從事經營性飛行活動管理辦法（暫行）》和《無人機圍欄》等征求意見稿，旨在規范民用無人駕駛航空器從事經營性活動的市場監管，促進無人機產業安全、有序、健康發展。通用航空法律制度主要由國家立法、行政法規、民航規章3 個層次構成。但是這些規定多為試行、暫行和指導性規定，涉及具體監管細節相對滯后。目前國內尚未形成完整的民用無人機規章及管理體系，相關法律法規存在法律法規體系不夠健全、內容過于籠統、相關條文交叉等問題，嚴格且繁瑣的審批手續規定，甚至阻礙了通用航空的發展，成為無人機航空攝影發展的最大困境。2、政策困境作為新興的產業，無人機對于傳統航空產業的沖擊使得管理部門也面臨了巨大的挑戰。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，產業政策涉及工信部，其他如公共安全還涉及公安部，具體行業應用還涉及其他部委。多口管理經常造成管理無序和成本增大。從全球范圍來看，美國的無人機監管政策走在前面，其他國家特別是發展中國家，多是參考甚至照搬美國的政策。2016 年，美國聯邦航空管理局（FAA）出臺了無人機監管的系列政策，尤其是Operation and Certification of SmallUnmannedAircraft Systems（FAA Part 107），為無人機的認證、監管和運行提供了良好的樣本。目前國內對于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、監管缺位、低空空域開放步伐緩慢、缺乏相應的產業標準，是制約其大規模發展和應用的政策困境。3、身份困境無人機生產廠家眾多，生產標準各異，各種配（備）件沒有統一的標準，尤其是在飛行控制相關的外部標準方面，如無線電頻率、導航方式、通訊鏈路等沒有標準化的工藝和流程，導致經過適航認證和許可的各種飛行器都能上天，沒有適航認證和許可的飛行器則在監管層面面臨“一刀切”的管理限制。另外，人員資質管理同樣面臨標準問題，民航局、體育協會以及行業監管部門均有獨立的培訓機構，且頒發各自的認證證書，造成身份的相互認定問題以及資質管理的混亂。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，這是通航飛行作業的主要活動區域。《低空空域管理使用規定（試行）》提出，全國低空空域分為管制空域、監視空域、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、飛行情報服務、航空氣象服務、航空情報服務和告警服務的空域”;監視空域與管制空域比，區別在于“不提供空中交通管制服務”;報告空域是指“為飛行活動提供航空氣象服務和告警服務，并根據用戶需求提供航空情報服務的空域”;目視飛行航線是“為確保航空用戶能夠飛到預定空域，且飛行人員在目視條件下飛行的航線”。2016 年，國務院辦公廳發布《國務院辦公廳關于促進通用航空業發展的指導意見》，提出加快提升服務保障能力，促進產業轉型升級，釋放消費潛力，實現通用航空業持續健康發展的總體目標，同時提出科學規劃空域、優化飛行服務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據是重要的涉密載體，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，必須依法經過省級以上測繪行政主管部門進行保密技術處理， 并按照國務院、中央軍委的有關規定送軍方進行保密審查。實際操作過程尤其是應急測繪響應過程中，保密審查工作會對快速無人機航空攝影的時效性產生一定的影響。結語隨著今后立法、規范和制度建設的完善，無人機航空攝影一定能得到進一步的發展，為提升國家應急測繪保障能力、完善地理信息數據采集體系、支持國家經濟建設提供更強有力的支撐。目前，無人機航測已經應用到國家重大工程建設、災害應急與處理、國土監察、城市規劃、環境治理、生態保護、交通運輸等各個領域。尤其在基礎測繪、土地資源調查監測、土地利用動態監測、數字城市建設和應急救災測繪數據獲取等方面具有廣闊前景。