[摘 要]無人機技術(shù)具有更高的自由性和效率,同時也有效降低成本,是當(dāng)下諸多領(lǐng)域研究的重點。目前為止,無人機技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于災(zāi)害救援、電力和新聞采訪等行業(yè),并在技術(shù)不斷完善過程中,使用領(lǐng)域不斷擴張,而隨著無人機數(shù)量及使用頻率的增加,必需制定出對應(yīng)的管制規(guī)則,從而為無人機使用監(jiān)管提供法律支持。文章從無人機技術(shù)應(yīng)用出發(fā),通過總結(jié)無人機技術(shù)應(yīng)用范圍,提出了無人機進行監(jiān)管的必要性,最后給出了進行無人機監(jiān)管的建議。
[關(guān)鍵詞]無人機技術(shù);應(yīng)用;監(jiān)管
中圖分類號:V279 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-914X(2017)06-0107-02
一、無人機技術(shù)概述
無人機主要由飛行器與控制器組成,其中集成了傳感器技術(shù)、導(dǎo)航技術(shù)、通信技術(shù)等尖端技術(shù),并經(jīng)歷了軍用向民用轉(zhuǎn)化的過程。由于無人機技術(shù)相對的應(yīng)用優(yōu)勢,如不受環(huán)境條件限制、自由性強、效率高等,其使用領(lǐng)域不斷擴大,逐步延伸至災(zāi)害應(yīng)對、電力、新聞、農(nóng)業(yè)和林業(yè)等領(lǐng)域,特別是在應(yīng)對一些人工方式無法進行的場合,如自然災(zāi)害等。由于無人機技術(shù)強大的實用性,在加之較低的使用成本,正好適應(yīng)了我國經(jīng)濟高速發(fā)展的需要,城鎮(zhèn)化步伐的加快,我國很多地區(qū)面貌發(fā)生重大變化,而無人機技術(shù)的應(yīng)用則可以為我國原始地理資料的更新提供豐富的影像數(shù)據(jù),是我國城市發(fā)展過程中重要的輔助工具之一。
二、無人機技術(shù)應(yīng)用
(一)災(zāi)害救援
由于自然災(zāi)害通常是難以預(yù)測的,使災(zāi)后響應(yīng)速度成為應(yīng)對自然災(zāi)害的關(guān)鍵。自然災(zāi)害往往表現(xiàn)出顯著的隨機性和突發(fā)性,及時獲得災(zāi)情信息有助于政府部門在第一時間制定出應(yīng)對策略,從而有效提升災(zāi)后救援效率。但是在災(zāi)害應(yīng)對中,由于外界環(huán)境和條件限制,救援人員無法及時趕赴部分重災(zāi)區(qū),救援行動受到阻礙,而災(zāi)后救援是生命與時間的賽跑,每耽擱一秒就可能有更多的人喪生,因此災(zāi)后救援必須克服傳統(tǒng)救援方式的短板,無人機技術(shù)的愈漸成熟則順利解決了這一難題。在應(yīng)對自然災(zāi)害時,無人機表現(xiàn)出強大的靈活性和便捷性,其不僅可以克服災(zāi)后惡劣的環(huán)境限制,同時也能夠加快災(zāi)區(qū)信息的獲取速讀,是當(dāng)下自然災(zāi)害應(yīng)對中必不可少的重要工具。特別是在2008年汶川大地震中,災(zāi)區(qū)建筑和道路破壞極為嚴(yán)重,而數(shù)千次余震對于這座飽受摧殘的城市而言,簡直就是雪上加霜,同時也給救援增加了風(fēng)險,為了能夠及時獲取災(zāi)區(qū)信息,民政部國家減災(zāi)中心在災(zāi)后救援中,首次把無人機技術(shù)應(yīng)用于大規(guī)模救援行動,無人機通過低空飛行方式,對災(zāi)區(qū)信息進行影像采集,克服了衛(wèi)星系統(tǒng)由于云層無法獲取災(zāi)區(qū)信息的問題,并將影像信息實時傳送至現(xiàn)場指揮部和民政部國家減災(zāi)中心,極大提升了信息獲取效率,有助于災(zāi)后救援工作的及時展開。目前為止,我國無人機技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于洪澇災(zāi)害、氣象災(zāi)害、地質(zhì)災(zāi)害以及地震等自然災(zāi)害中,并取得了顯著效果。
(二)電力
從前期的輸電線路規(guī)劃到后期的架線工作,再到未來的線路巡檢,小型無人機均發(fā)揮出重要作用。在線路前期走廊規(guī)劃時,由于線路走廊長,同時考慮到部分地區(qū)地形復(fù)雜等特點,通過無人機技術(shù),可以在短時間內(nèi)獲得大量的影像數(shù)據(jù)資料,為線路規(guī)劃提供依據(jù)。后期架線時,可以借助于無人機進行放線,在提升了工作效率的同時,也最大限度降低了青苗損害,無人機通過連接引導(dǎo)繩,在自身動力驅(qū)使下,牽引引導(dǎo)繩到達放線段指定位置,從而完成放線工作,具有便捷性強、準(zhǔn)確性高等特點。而在未來的線路巡檢方面,無人機替代人工巡檢同樣具有顯著優(yōu)勢,電力輸送穩(wěn)定性直接關(guān)系到人們的日常活動,而線路巡檢是保障輸電線路可靠運行不可或缺的方式。相比于傳統(tǒng)的直升機巡檢方式,無人機巡檢具有成本低、靈活性強等優(yōu)勢,不僅有效降低了線路維護成本,同時也提升了巡檢效率,是當(dāng)下線路巡檢的最佳方式。通過無人機進行線路巡檢,工作人員可根據(jù)影像信息確定線路中重要零部件是否損壞,及時發(fā)現(xiàn)問題,確保線路輸送暢通。而且,無人機同樣可以應(yīng)用于線路故障后的故障排查,特別是一些人工難以進行的場合,表現(xiàn)出不可替代的優(yōu)勢。
(三)新聞
雖然攝像機已經(jīng)能夠滿足日常的新聞采訪,但在一些特殊場合,受制于地理和環(huán)境因素,仍然無法實現(xiàn)新聞材料的快速獲取。特別是在自然災(zāi)害、人為災(zāi)害現(xiàn)場狀況的采集,僅依靠傳統(tǒng)的人工拍攝是很難實現(xiàn)的,而且記者的人身安全難以保障,此時無人機技術(shù)即表現(xiàn)出顯著優(yōu)勢,由于無需人工駕駛,只需遠程操控,不僅有效保障了人員安全,同時也提升了新聞采集的自由性和時效性。在災(zāi)害發(fā)生之時,無人機通過低空飛行方式,對重災(zāi)區(qū)進行重點拍攝,為觀眾在第一時間提供全局性的視頻、圖片資料,有助于人們真實感受到現(xiàn)場狀況??梢?,無人機技術(shù)代替記者進行新聞資料的采集,不僅可以降低人工成本,同時也有效提升了新聞獲得的效率,并在保證新聞?wù)鎸嵭缘幕緱l件下,最大限度確保采訪者的人身安全。
(四)水利
無人機技術(shù)能夠應(yīng)用于水土保持等水利管理。在水土保持方面,我國在近幾年已經(jīng)實現(xiàn)對一些水土流失嚴(yán)重地區(qū)的無人機監(jiān)管,如我國東北地區(qū)部分縣市,其監(jiān)管指標(biāo)主要有水土流失、植被覆蓋率等,通過無人機低空航拍獲得監(jiān)管地區(qū)的遙感影像,并經(jīng)數(shù)據(jù)處理技術(shù)得到大比例地形數(shù)據(jù),進而為水土流失研究提供基礎(chǔ)資料,有利于國家水利部對重點監(jiān)管地區(qū)的動態(tài)監(jiān)管,同時通過對已采集信息的處理分析,預(yù)測未來水土流失趨勢。無人機技術(shù)一方面解決了大面積水土流失區(qū)域工作量大、人員緊張等問題,同時也依托自身自由度高、效率高等優(yōu)勢,實現(xiàn)水土監(jiān)管的實時動態(tài)監(jiān)測,并借助于強大的數(shù)據(jù)處理技術(shù),對影像信息進行三維建模、數(shù)據(jù)分析等,為我國水利部制定水土保持計劃提供可靠的數(shù)據(jù)支持。
(五)測繪
傳統(tǒng)測繪主要依賴于人工,不僅勞動強度大,而且容易受環(huán)境條件限制,特別是在礦山測繪等一些惡劣環(huán)境??萍嫉陌l(fā)展必然為工程施工帶來方便,無人機技術(shù)通過高度集成傳感技術(shù)、遙感技術(shù)、導(dǎo)航技術(shù)以及數(shù)據(jù)處理技術(shù),一方面解決了人為施工中存在的環(huán)境、空間限制等,另一方面也極大提升了信息采集的效率和自由度,同時也依托無人機技術(shù)低成本性的特點,將工程成本控制在更為客觀的水準(zhǔn)。首先在建筑測繪方面,無人機技術(shù)可以采集到高精度影像信息,為我國特定區(qū)域(尤其是偏遠山區(qū))地形分析提供可靠的數(shù)據(jù)支持,有助于當(dāng)?shù)卣┬幸?guī)劃管理。而在具體的施工環(huán)節(jié),在使用無人機技術(shù)獲得清晰、直觀地形圖以后,可通過方格網(wǎng)法進行建筑外部設(shè)備土石方量的確定,并在建筑施工過程中,使用無人機技術(shù)實時獲取建筑三維數(shù)據(jù)(全方位各角度),進而構(gòu)建出立體模型,通過和項目設(shè)計圖紙進行比對,便于工作人員在第一時間發(fā)現(xiàn)施工問題。其次在礦山測繪方面,由于礦山開采具有危險性高、測繪難度大等特征,僅依靠傳統(tǒng)人工進行前期勘探不僅效率低,而且人員安全難以保障,無人機技術(shù)的引入能代替人工實現(xiàn)對礦山勘探的自動化處理,通過無人機采集到的遙感影像為施工單位提供必要的數(shù)據(jù)信息,有助于施工單位充分了解其地質(zhì)構(gòu)造以及所處環(huán)境。而且,無人機技術(shù)應(yīng)用于礦山測繪中,有利于礦山開采的監(jiān)管工作,從而降低濫采現(xiàn)象的發(fā)生幾率。
(六)林業(yè)
首先是森林防火方面,森林火災(zāi)是各國林業(yè)防護的重中之重,由于森林中存在大量易燃物,一旦起火后果將非常嚴(yán)重。目前一些歐美發(fā)達國家在無人機應(yīng)用于森林防火方面已取得一定成效,并在長期的實踐中不斷成熟,而我國的無人機技術(shù)在森林防火領(lǐng)域的應(yīng)用起步較晚,目前尚處于初步探索階段,并已取得初步成效,我國于2013年第一次將中型無人機引入至森林防火領(lǐng)域,該無人機系統(tǒng)集成了智能化防火監(jiān)控技術(shù),具有實時監(jiān)控森林動態(tài)和精確采集火災(zāi)信息等特點。其次是林業(yè)生產(chǎn)方面,通過無人機可以實現(xiàn)林作物的播種、施肥、噴藥等過程,借助于無人機的林區(qū)影像信息,工作人員可以從全局層面獲知林區(qū)地理狀況,制定出低成本高效率的作業(yè)計劃。通過無人機完成林作物的種植和培養(yǎng),在減少了化肥、農(nóng)藥浪費的同時,也有效保護了生態(tài)環(huán)境,適合大規(guī)模的林業(yè)生產(chǎn)。
(七)農(nóng)業(yè)
我國是農(nóng)業(yè)大國,在農(nóng)業(yè)方面具有得天獨厚的優(yōu)勢,為發(fā)揚傳統(tǒng)優(yōu)勢,保持我國農(nóng)業(yè)的優(yōu)勢地位,必須融合當(dāng)下高科技技術(shù),對傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)進行科技化,實現(xiàn)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的與時俱進。目前,隨著我國無人機技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)在已經(jīng)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的多個環(huán)節(jié),如土壤濕度監(jiān)測、農(nóng)藥噴灑、植被覆蓋率監(jiān)測等。土壤濕度監(jiān)測方面,無人機借助于近紅外光線進行農(nóng)作物影像特征分析,通過確立分析方法獲得與土壤濕度相關(guān)之系數(shù),從而構(gòu)建出高精度模型,實時動態(tài)監(jiān)測土壤濕度。農(nóng)藥噴灑方面,無人機噴藥可同時應(yīng)用于林業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,其不僅避免了人工噴藥容易中毒的情況,同時也表現(xiàn)出高效率、動態(tài)監(jiān)管性強、適合大規(guī)模生產(chǎn)等特征,是未來農(nóng)業(yè)生產(chǎn)重點發(fā)展方向。植被覆蓋率監(jiān)測方面,不同于衛(wèi)星遙感,無人機監(jiān)測采取的是低空飛行的方式,克服了衛(wèi)星遙感受制于天氣狀況的影響,可以完成對特定農(nóng)作物覆蓋率的監(jiān)測工作,對我國農(nóng)業(yè)政策的制定具有一定的參考價值。
(八)其他方面
隨著無人機技術(shù)的愈漸成熟,其應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴大,特別是在快遞、航拍等方面。對于偏遠地區(qū)由于交通問題引起的送貨困難問題,通過無人機技術(shù)可以輕松解決,以亞馬遜、順豐為代表的企業(yè)已經(jīng)開始試點無人機送貨服務(wù),以順風(fēng)無人機模式為例,其無人機采用集成化的飛行調(diào)度系統(tǒng),主要包括有飛行器、遠程調(diào)度中心、地面收發(fā)站點、監(jiān)管部門等,目前重點應(yīng)用于偏遠地區(qū)、急件處理等特定場合,而由于無人機快遞低成本、高效率的配送優(yōu)勢,是未來快遞實現(xiàn)自動化、智能化的關(guān)鍵。另外,無人機易操作、攜帶方便、自由性高的特點,易被廣泛應(yīng)用于城市、學(xué)校等機構(gòu)的宣傳片拍攝,同時也聚集了大量的無人機愛好者,包括學(xué)生、職員等各個階層,成為了他們緩解壓力、享受生活的另一種方式。
三、無人機應(yīng)用監(jiān)管
隨著無人機應(yīng)用領(lǐng)域的愈漸擴張,無人機飛行數(shù)量不斷增加,且活動日益頻繁,為確保無人機的安全飛行,必需對無人機施行空中管制,可以從以下幾方面著手,強化無人機飛行安全。
首先是無人機技術(shù)。一是對無人機存在問題進行重點研究,不斷提升無人機智能化程度,使其具備一定的感知與躲避障礙物的能力??萍嫉陌l(fā)展必然帶來產(chǎn)品的變革,而產(chǎn)品以人們需求為導(dǎo)向,未來的無人機技術(shù)將以人們需求為發(fā)展方向,通過融合新技術(shù)不斷革新產(chǎn)品,使其能夠更好地服務(wù)我們的生活與工作。二是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化制定,無人機技術(shù)在我國起步較晚,而行業(yè)要想實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,必需制定對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn),通過行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)牽頭,推出一系列的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)等,以便于我國無人機制造企業(yè)進行研發(fā)與創(chuàng)新,實現(xiàn)我國無人機行業(yè)的健康發(fā)展。
其次是法律監(jiān)管。法律監(jiān)管是實現(xiàn)無人機安全飛行的基本保障,因此,我國要對無人機屬性進行準(zhǔn)確定位,確立操作規(guī)范,加快相關(guān)法律法規(guī)的制定與施行??紤]到當(dāng)下無人機已經(jīng)逐步成為人們的興趣愛好之一,對于個人所有無人機要進行備案處理,以便管理部門進行統(tǒng)計與管理。同時要啟用操作證規(guī)則,即所有無人機操作者必須具備對應(yīng)的操作技能,并取得管理部門頒發(fā)的操作證,對于違法操作者,給予嚴(yán)懲??傊?,飛行監(jiān)管是確保特點高度空間安全性的基本要求,相關(guān)部門要加快無人機使用規(guī)則制定,并在長期的實踐中不斷完善。
四、總結(jié)
從一開始的單一軍用到現(xiàn)在的多方民用,無人機實現(xiàn)了應(yīng)用領(lǐng)域的重大突破,而隨著無人機技術(shù)和相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展,在一些領(lǐng)域已開始嶄露頭角,如電力行業(yè)、新聞領(lǐng)域、災(zāi)害救援等方面,并在長期的應(yīng)用實踐中,不斷改善升級,現(xiàn)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、水利、測繪、快遞等領(lǐng)域。無人機已經(jīng)成功引起了很多高科技愛好者的興趣,而無人機的數(shù)量及使用頻率也不斷增大,為了確保無人機飛行空間的安全,必需制定出明確的法律法規(guī),對無人機的空間管制提供法律依據(jù),同時為了我國無人機技術(shù)能夠向著健康、穩(wěn)定方向發(fā)展,必需通過行業(yè)龍頭企業(yè)牽頭制定出生產(chǎn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),從而為企業(yè)研發(fā)與創(chuàng)新提供必要理論基礎(chǔ)。
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作者簡介
熊康(2000-08),男,漢,湖北武漢人,武漢外國語學(xué)校2015級中美11班。