基于无人机建模的尾矿库溃坝事故推演*

为诠释尾矿库溃坝后水砂演进过程,提升尾矿库事故灾害应急处置能力,采用无人机倾斜摄影技术获取尾矿库全息影像,建立尾矿库三维数字高程模型,导入三维流体计算软件对尾矿库进行溃坝事故推演。结果表明:尾矿库实景三维模型能高精度还原尾矿库实际情况,尾矿库溃坝将淹没库区临时厂房建筑及下游村落;其中,上游沟谷临时厂房建筑水位高程最大达8 m,尾砂淤积厚度最高达10.5 m,下游沟谷村落水位高程最大达10 m,尾砂淤积厚度最高达2.5 m;通过对库区下游布设监测点,得出各监测点处水位高程和尾砂淤积厚度变化规律,分析溃坝主要影响区域。研究结果可为尾矿库风险防控、应急响应工作提供借鉴。     

基于无人机投放灭火弹的雾场铺展特性及灭火效能研究

为验证无人机载灭火弹灭火的可行性及灭火效能,设计并优化机载灭火弹的结构,制定无人机投弹灭火流程;开展无人机投弹灭火的实地试验、全尺寸试验;采用高清摄像机记录机载灭火弹投放、爆炸、雾场铺展及作用灭火全过程,统计分析铺展面积、真实爆破高度等参数,研究不同投弹技术参数对灭火弹灭火效能的影响。研究结果表明：无人机载灭火弹的投弹高度误差小于3.5 m,爆破误差小于2 m;灭火弹爆破雾场弥散强度分布延爆破中心向外减弱;灭火弹雾场铺展面积与投弹高度正相关,与爆破高度负相关;预设投弹参数为投放高度35 m,爆炸高度为8～10 m时,灭火效能最佳。     

基于无人机影像的城市植被精细分类

针对传统植被资源调查方法工作量大、成本高、效率低的问题,利用高分辨率无人机遥感影像,联合地物光谱-纹理-空间信息,构建了一种适用于描述城市不同植被种类的多维特征空间,在此基础上对三种应用广泛的分类算法(基于像素的、面向对象的支持向量机及深度学习Mobile-Unet语义分割模型)开展了对比分析研究.结果表明:本文提出的联合地物光谱-纹理-空间信息的特征空间构建方法能够有效地描述城市不同类型植被的特征差异,提升影像分割、植被分类的精度;在分类精度上,基于像素和面向对象的支持向量机分类结果的总体精度均超过90%,深度学习方法的总体分类精度为84%;在算法效率上,传统机器学习方法也优于深度学习方法.因此,得出结论针对城市小区域、小样本的植被精细分类,传统机器学习分类方法比深度学习方法效果更好.     

基于尾涡强度的无人机与民机纵向安全间隔评估研究

为了解决无人机频频入侵机场净空,与民航客机发生危险接近的问题,以碰撞风险为量化指标,对无人机与民机需要保持的纵向安全间隔进行评估研究。分析民机尾涡流场对无人机运行的影响,利用Crow近场涡强度消散理论,得到实际尾迹影响区改进Reich碰撞模板,据此建立CNS/GPS性能环境下的纵向间隔评估模型,通过Matlab进行间隔值求解。研究结果表明:模型可以较为准确地反映民机起飞初始爬升阶段无人机尾随运行时导航性能和尾涡迹对所需最小间隔值的影响,并得到给定安全目标水平的计算结果。     

基于无人机高光谱遥感在太湖蓝藻水华监测中的一次应用

采用机载高光谱视频相机,在4个季节对太湖蓝藻进行7次、18个架次的有效拍摄。对拍摄到的高光谱影像进行辐射定标、几何拼接等预处理后,提取不同浓度蓝藻和水草等其他物体的高光谱数据,发现不同浓度的蓝藻光谱在680 nm后表现出较大差异。采用主成分分析（PCA）对高光谱数据降维后,结合k-近邻（kNN）分类算法,可实现对蓝藻的精准定位。定性识别结果经光谱预处理后,采用连续投影算法（SPA）进行特征波段提取,发现蓝藻光谱的季节差异主要表现在450 nm~570 nm和760 nm~910 nm波段。     

大气环境无人机监测方法研究

目前地面常规大气监测手段难以对垂直方向污染源监测,也难以应对环境突发事件,采用无人机大气监测与数值模拟结合的方法可以解决该问题。实验开发了基于无人机平台的空气质量监测平台,采用数值模拟方法确定平台搭载方案,再对无人机监测系统得到的监测数据与数值模拟计算结果作对比分析,得到各项污染物浓度。分析了该方法存在的问题,提出了提高数据链路传输能力,开展无人机遥感系统相关环境质量评价方法学研究,开发精度高、质量轻的无人机大气监测吊舱,开展地面静止比对和飞行测量比对实验等建议。     

无人机助力铁路施工期环境监理的研究

在湖北某在建铁路的环境监理工作中,采用无人机遥感监测的图视频和摄影测量技术,围绕识别工程的影响面积、体积、环水保措施充分性等内容,制订了完整的技术方案,包括无人机选型、飞行航线规划、地面分辨率设定等,并进行了实践。利用外业采集的矢量影像,通过PIX4D软件处理成为全数字三维模型,利用ARCGIS软件测量、归类,平面精度达到厘米级别。进一步对有关数据分析、提炼,从而将监理工作中原先以定性监督为主的方法提升到定量化水平,提高了工作质量和效率。提出今后应在无人机合法飞行、监理方案、数据库开发等方面继续深化相关研究和应用。     

潜艇水平发射无人机关键技术分析

针对潜艇鱼雷发射装置的基本工作原理,分析了水平发射无人机方式的特点,并结合潜射无人机作战使用需求,提出了潜艇水平发射无人机所需的几项关键技术。     

无人机用航空铝合金材料激光毁伤特性缩比实验研究

目的 通过开展激光对无人机用航空铝合金材料的缩比毁伤实验,为研究激光对无人机的毁伤特性及规律奠定基础,为激光武器的战技指标论证提供科学可靠的参考数据。方法 采用缩比模型法,利用激光对航空铝靶板进行毁伤实验,记录烧穿时间、光斑直径、激光功率等参数,并通过等效性修正实验对毁伤规律进行分析。结果 毁伤缩比实验中,随着尺度律cP的增加,航空铝板的平均击穿时间逐渐延长,击穿所需的激光能量密度基本符合线性增加规律。修正实验中,随着航空铝板厚度的增加,击穿时间逐渐延长,实验拟合曲线与理论曲线具有较好的一致性。结论 通过缩比实验与修正实验,可建立激光对航空铝合金材料的毁伤模型公式,根据激光参数推算毁伤阈值及击穿时间。     

无人机在水土保持监测中的应用初探

无人机遥感及高清影像技术的应用,为水土保持监测提供新的技术手段。无人机技术,可以降低监测成本、提高监测效率、直观全面反映监测结果,可有效弥补传统监测手段下水土保持监测工作中所存在的问题和困难。本文针对无人机在水土保持监测工作中的具体应用进行初步分析和探讨。