无人机技术应用前景及监管探析
   来源:中国科技博览     2021年08月12日 21:06

国内主要无人机监管法规-2016年中国无人机行业市场概况及发展前景...

[摘 要]无人机技术具有更高的自由性和效率,同时也有效降低成本,是当下诸多领域研究的重点。目前为止,无人机技术已经广泛应用于灾害救援、电力和新闻采访等行业,并在技术不断完善过程中,使用领域不断扩张,而随着无人机数量及使用频率的增加,必需制定出对应的管制规则,从而为无人机使用监管提供法律支持。文章从无人机技术应用出发,通过总结无人机技术应用范围,提出了无人机进行监管的必要性,最后给出了进行无人机监管的建议。

[关键词]无人机技术;应用;监管

中图分类号:V279 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)06-0107-02

一、无人机技术概述

无人机主要由飞行器与控制器组成,其中集成了传感器技术、导航技术、通信技术等尖端技术,并经历了军用向民用转化的过程。由于无人机技术相对的应用优势,如不受环境条件限制、自由性强、效率高等,其使用领域不断扩大,逐步延伸至灾害应对、电力、新闻、农业和林业等领域,特别是在应对一些人工方式无法进行的场合,如自然灾害等。由于无人机技术强大的实用性,在加之较低的使用成本,正好适应了我国经济高速发展的需要,城镇化步伐的加快,我国很多地区面貌发生重大变化,而无人机技术的应用则可以为我国原始地理资料的更新提供丰富的影像数据,是我国城市发展过程中重要的辅助工具之一。

二、无人机技术应用

(一)灾害救援

由于自然灾害通常是难以预测的,使灾后响应速度成为应对自然灾害的关键。自然灾害往往表现出显著的随机性和突发性,及时获得灾情信息有助于政府部门在第一时间制定出应对策略,从而有效提升灾后救援效率。但是在灾害应对中,由于外界环境和条件限制,救援人员无法及时赶赴部分重灾区,救援行动受到阻碍,而灾后救援是生命与时间的赛跑,每耽搁一秒就可能有更多的人丧生,因此灾后救援必须克服传统救援方式的短板,无人机技术的愈渐成熟则顺利解决了这一难题。在应对自然灾害时,无人机表现出强大的灵活性和便捷性,其不仅可以克服灾后恶劣的环境限制,同时也能够加快灾区信息的获取速读,是当下自然灾害应对中必不可少的重要工具。特别是在2008年汶川大地震中,灾区建筑和道路破坏极为严重,而数千次余震对于这座饱受摧残的城市而言,简直就是雪上加霜,同时也给救援增加了风险,为了能够及时获取灾区信息,民政部国家减灾中心在灾后救援中,首次把无人机技术应用于大规模救援行动,无人机通过低空飞行方式,对灾区信息进行影像采集,克服了卫星系统由于云层无法获取灾区信息的问题,并将影像信息实时传送至现场指挥部和民政部国家减灾中心,极大提升了信息获取效率,有助于灾后救援工作的及时展开。目前为止,我国无人机技术已经应用于洪涝灾害、气象灾害、地质灾害以及地震等自然灾害中,并取得了显著效果。

(二)电力

从前期的输电线路规划到后期的架线工作,再到未来的线路巡检,小型无人机均发挥出重要作用。在线路前期走廊规划时,由于线路走廊长,同时考虑到部分地区地形复杂等特点,通过无人机技术,可以在短时间内获得大量的影像数据资料,为线路规划提供依据。后期架线时,可以借助于无人机进行放线,在提升了工作效率的同时,也最大限度降低了青苗损害,无人机通过连接引导绳,在自身动力驱使下,牵引引导绳到达放线段指定位置,从而完成放线工作,具有便捷性强、准确性高等特点。而在未来的线路巡检方面,无人机替代人工巡检同样具有显著优势,电力输送稳定性直接关系到人们的日常活动,而线路巡检是保障输电线路可靠运行不可或缺的方式。相比于传统的直升机巡检方式,无人机巡检具有成本低、灵活性强等优势,不仅有效降低了线路维护成本,同时也提升了巡检效率,是当下线路巡检的最佳方式。通过无人机进行线路巡检,工作人员可根据影像信息确定线路中重要零部件是否损坏,及时发现问题,确保线路输送畅通。而且,无人机同样可以应用于线路故障后的故障排查,特别是一些人工难以进行的场合,表现出不可替代的优势。

(三)新闻

虽然摄像機已经能够满足日常的新闻采访,但在一些特殊场合,受制于地理和环境因素,仍然无法实现新闻材料的快速获取。特别是在自然灾害、人为灾害现场状况的采集,仅依靠传统的人工拍摄是很难实现的,而且记者的人身安全难以保障,此时无人机技术即表现出显著优势,由于无需人工驾驶,只需远程操控,不仅有效保障了人员安全,同时也提升了新闻采集的自由性和时效性。在灾害发生之时,无人机通过低空飞行方式,对重灾区进行重点拍摄,为观众在第一时间提供全局性的视频、图片资料,有助于人们真实感受到现场状况。可见,无人机技术代替记者进行新闻资料的采集,不仅可以降低人工成本,同时也有效提升了新闻获得的效率,并在保证新闻真实性的基本条件下,最大限度确保采访者的人身安全。

(四)水利

无人机技术能够应用于水土保持等水利管理。在水土保持方面,我国在近几年已经实现对一些水土流失严重地区的无人机监管,如我国东北地区部分县市,其监管指标主要有水土流失、植被覆盖率等,通过无人机低空航拍获得监管地区的遥感影像,并经数据处理技术得到大比例地形数据,进而为水土流失研究提供基础资料,有利于国家水利部对重点监管地区的动态监管,同时通过对已采集信息的处理分析,预测未来水土流失趋势。无人机技术一方面解决了大面积水土流失区域工作量大、人员紧张等问题,同时也依托自身自由度高、效率高等优势,实现水土监管的实时动态监测,并借助于强大的数据处理技术,对影像信息进行三维建模、数据分析等,为我国水利部制定水土保持计划提供可靠的数据支持。

(五)测绘

传统测绘主要依赖于人工,不仅劳动强度大,而且容易受环境条件限制,特别是在矿山测绘等一些恶劣环境。科技的发展必然为工程施工带来方便,无人机技术通过高度集成传感技术、遥感技术、导航技术以及数据处理技术,一方面解决了人为施工中存在的环境、空间限制等,另一方面也极大提升了信息采集的效率和自由度,同时也依托无人机技术低成本性的特点,将工程成本控制在更为客观的水准。首先在建筑测绘方面,无人机技术可以采集到高精度影像信息,为我国特定区域(尤其是偏远山区)地形分析提供可靠的数据支持,有助于当地政府施行规划管理。而在具体的施工环节,在使用无人机技术获得清晰、直观地形图以后,可通过方格网法进行建筑外部设备土石方量的确定,并在建筑施工过程中,使用无人机技术实时获取建筑三维数据(全方位各角度),进而构建出立体模型,通过和项目设计图纸进行比对,便于工作人员在第一时间发现施工问题。其次在矿山测绘方面,由于矿山开采具有危险性高、测绘难度大等特征,仅依靠传统人工进行前期勘探不仅效率低,而且人员安全难以保障,无人机技术的引入能代替人工实现对矿山勘探的自动化处理,通过无人机采集到的遥感影像为施工单位提供必要的数据信息,有助于施工单位充分了解其地质构造以及所处环境。而且,无人机技术应用于矿山测绘中,有利于矿山开采的监管工作,从而降低滥采现象的发生几率。

(六)林业

首先是森林防火方面,森林火灾是各国林业防护的重中之重,由于森林中存在大量易燃物,一旦起火后果将非常严重。目前一些欧美发达国家在无人机应用于森林防火方面已取得一定成效,并在长期的实践中不断成熟,而我国的无人机技术在森林防火领域的应用起步较晚,目前尚处于初步探索阶段,并已取得初步成效,我国于2013年第一次将中型无人机引入至森林防火领域,该无人机系统集成了智能化防火监控技术,具有实时监控森林动态和精确采集火灾信息等特点。其次是林业生产方面,通过无人机可以实现林作物的播种、施肥、喷药等过程,借助于无人机的林区影像信息,工作人员可以从全局层面获知林区地理状况,制定出低成本高效率的作业计划。通过无人机完成林作物的种植和培养,在减少了化肥、农药浪费的同时,也有效保护了生态环境,适合大规模的林业生产。

(七)农业

我国是农业大国,在农业方面具有得天独厚的优势,为发扬传统优势,保持我国农业的优势地位,必须融合当下高科技技术,对传统农业进行科技化,实现农业领域的与时俱进。目前,随着我国无人机技术的发展,现在已经应用于农业生产中的多个环节,如土壤湿度监测、农药喷洒、植被覆盖率监测等。土壤湿度监测方面,无人机借助于近红外光线进行农作物影像特征分析,通过确立分析方法获得与土壤湿度相关之系数,从而构建出高精度模型,实时动态监测土壤湿度。农药喷洒方面,无人机喷药可同时应用于林业和农业生产中,其不仅避免了人工喷药容易中毒的情况,同时也表现出高效率、动态监管性强、适合大规模生产等特征,是未来农业生产重点发展方向。植被覆盖率监测方面,不同于卫星遥感,无人机监测采取的是低空飞行的方式,克服了卫星遥感受制于天气状况的影响,可以完成对特定农作物覆盖率的监测工作,对我国农业政策的制定具有一定的参考价值。

(八)其他方面

随着无人机技术的愈渐成熟,其应用领域也不断扩大,特别是在快递、航拍等方面。对于偏远地区由于交通问题引起的送货困难问题,通过无人机技术可以轻松解决,以亚马逊、顺丰为代表的企业已经开始试点无人机送货服务,以顺风无人机模式为例,其无人机采用集成化的飞行调度系统,主要包括有飞行器、远程调度中心、地面收发站点、监管部门等,目前重点应用于偏远地区、急件处理等特定场合,而由于无人机快递低成本、高效率的配送优势,是未来快递实现自动化、智能化的关键。另外,无人机易操作、携带方便、自由性高的特点,易被广泛应用于城市、学校等机构的宣传片拍摄,同时也聚集了大量的无人机爱好者,包括学生、职员等各个阶层,成为了他们缓解压力、享受生活的另一种方式。

三、无人机应用监管

随着无人机应用领域的愈渐扩张,无人机飞行数量不断增加,且活动日益频繁,为确保无人机的安全飞行,必需对无人机施行空中管制,可以从以下几方面着手,强化无人机飞行安全。

首先是无人机技术。一是对无人机存在问题进行重点研究,不断提升无人机智能化程度,使其具备一定的感知与躲避障碍物的能力。科技的发展必然带来产品的变革,而产品以人们需求为导向,未来的无人机技术将以人们需求为发展方向,通过融合新技术不断革新产品,使其能够更好地服务我们的生活与工作。二是行业标准化制定,无人机技术在我国起步较晚,而行业要想实现可持续发展,必需制定对应的标准,通过行业领军企业牵头,推出一系列的技术标准、环保标准等,以便于我国无人机制造企业进行研发与创新,实现我国无人机行业的健康发展。

其次是法律监管。法律监管是实现无人机安全飞行的基本保障,因此,我国要对无人机属性进行准确定位,确立操作规范,加快相关法律法规的制定与施行。考虑到当下无人机已经逐步成为人们的兴趣爱好之一,对于个人所有无人机要进行备案处理,以便管理部门进行统计与管理。同时要启用操作证规则,即所有无人机操作者必须具备对应的操作技能,并取得管理部门颁发的操作证,对于违法操作者,给予严惩。总之,飞行监管是确保特点高度空间安全性的基本要求,相关部门要加快无人机使用规则制定,并在长期的实践中不断完善。

四、总结

从一开始的单一军用到现在的多方民用,无人机实现了应用领域的重大突破,而随着无人机技术和相关技术的不断发展,在一些领域已开始崭露头角,如电力行业、新闻领域、灾害救援等方面,并在长期的应用实践中,不断改善升级,现已经广泛应用于农业、林业、水利、测绘、快递等领域。无人机已经成功引起了很多高科技爱好者的興趣,而无人机的数量及使用频率也不断增大,为了确保无人机飞行空间的安全,必需制定出明确的法律法规,对无人机的空间管制提供法律依据,同时为了我国无人机技术能够向着健康、稳定方向发展,必需通过行业龙头企业牵头制定出生产技术标准,从而为企业研发与创新提供必要理论基础。

参考文献

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作者简介

熊康(2000-08),男,汉,湖北武汉人,武汉外国语学校2015级中美11班。

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