无人机
无人机在城市低空遥感中的应用（演讲稿）
城市交通数字化及智能技术应用与发展论坛的演讲稿
无人机在城市低空遥感中的应用
（根据现场速记整理）
【主题】城市交通数字化及智能技术应用与发展论坛
【地点】深圳市会展中心5楼牡丹厅
【时间】2007年9月22日下午 13：30—15：00
【主持人：杨东援、马林】
【主持人】谢谢林群先生！我们继续往下进行，第三位我们请安尔康姆航空科技有限公司市场营销部的何力宏，他发言的题目是“无人机在城市低空遥感中的应用”，有请。
【何力宏】各位领导和专家大家好！这是一个智能交通的论坛，我们是做无人机遥感的，看起来这个主题似乎略有一些偏差，但是我想在座的很多专家都知道城市的智能交通的一个管理基础和数据来源是离不开航空遥感，我们很希望在这样一个场合给各位交通方面的专家介绍一下无人机在城市的低空遥感当中的应用。
一般来讲城市的遥感影像数据来源主要有三个渠道：一个是卫星影像；一个是载人飞机的航空影像；还有就是无人机低空遥感。
首先我们看卫星遥感影像的特点：一个是费用低，面积大。通常一幅卫星照片的费用只是几十块钱或者一二百块钱的费用，这个是卫星遥感的优势。那劣势是什么呢？分辨率和精度相对比较低，我们知道像现在比较流行的“快鸟”，它一般也是0.61米的精度，这样的精度对一些比例不高，比如跨省甚至说半个中国的大区域的数据和影像，这个是可以满足应用。我们国家的国土部或者测绘局做1:50000的测绘数据时主要还是来源于卫星影像。
载人机航空影像的特点就是精度高，地面和机载设备昂贵。它的优势就是一次可以飞几百平方公里这样一个面积，对于一个经济区域，比如珠三角，或者珠三角深圳这样一个大区域，它可以在很短的时间内完成这样一个影像获取工作。但是它的劣势也很明显，就是它的费用很高，通常一个载人飞机的一次起价一般都是上百甚至几百平方公里以上才给你飞，而且它的作业非常复杂，包括对环境天气的要求等等，这个是非常复杂的。中国的空管严格的说从零米起到平流层都是在空管范围内，任何一架飞机起飞都是属于中国空管范围内，这是一个很大的问题。政府用户一般只用在特定区域或者费用比较充足的特定项目上采用，而且很多这类用户他们最后得出结论就是说载人飞机用不起，流程确实是非常复杂，效率也比较低。
现在我们再看一下最近几年从国际到国内开始探讨的用无人机做遥感影像。无人机的遥感影像首先说优点是分辨率比较高，作业灵活。配搭上好的遥感
设备可以做到分辨率相当高，它可以飞一个很小面积，最近在重庆有一个政府部门他们委托我们拍一个小的区域，用途我不太清楚，但是面积很小，5平方公里。大家可以想到5平方公里用载人飞机和卫星是没有办法解决的，但是他们特定需要，我就是要很小的面积，无人机做这个就非常合适。当然，目前无人机也有一些劣势，首先单次作业面积相对来说比较小，航时有限制，在单次作业和载人飞机是没有办法比。现在用无人机做城市遥感，一次飞下来大概在30—50平方公里，而一个载人飞机是几百平方公里。另一个是精度比较低，这个精度低不是因为无人机本身的缘故，而是无人机做遥感从国际到国内还是属于非常新的领域，相关的技术的配套、设备、人员到软件，到相关的技术流程、质量控制所有东西几乎都是从空白做起来的，而很多传统的载人机和卫星遥感里面的流程技术几乎是没有办法平移过来用。由于测量的技术不成熟，导致无人机航人影像的运用还不能够满足高精度的测绘要求。所以我们说无人机航空影像适用的范围是高清晰、小面积、现势性要求高的非测绘或准测绘用途影像需求。我们接触比较多的客户是规划、监测部门——包括空中实时的影像要求，这些任务在无人机来说是非常适合的。
接下来简单的介绍一下无人机遥感系统大概的构成，它的由四个部分组成的：飞行器、飞控系统、遥感任务系统、地面辅助设备。
从飞行器上讲，一般分三大类：固定翼无人机；无人直升机；无人飞艇。这三种用途的飞行器在实际应用的时候会有一些不同的特点。
无人机的飞控系统，核心技术是高性能的自动飞行控制系统，包括特定的航线和特定的目的去飞行，以保证安全有效的完成任务。无人机不同于普通的航模，很多无人机的体积很小，跟航模差不多，但无人机和航模有根本区别，第一无人机是超视距飞行的；第二无人机是为了满足任务需求飞行的。无人机的航空影像作业很多是在城市上空飞行，在城市上空飞行安全是一个非常重要的事情。地面的控制系统也是飞控系统当中非常重要的组成部分。
无人机与载人飞机一样，它其实也是一个平台。在不同的任务需求下，无人机可以搭载不同的传感器平台。像我们比较常见的有数码机可以拍垂直影像，还有一体化变焦摄像机，还有远距激光测距仪。
地面辅助设备之一是通讯传输设备，这是它的组成部分，我们刚才讲的无人机要搭载视频进行空中监控的时候，把视频传过来进行实时的监控，这就需要地面系统支持。无人机起降大部分是通过滑跑，在城市里没有这样的
场地，所以在日常作业飞行的时候，无人机的弹射机构也是非常重要的。还有地面的控制车，比如说有的时候我们需要去空中实时纠正它的姿态，或者跟踪一辆车的时候，需要地面的一个控制设备去在下面实时地监控它，这个也应该说比较好理解。
接下来我们简单介绍一下无人机低空遥感影像大概的工作流程，让各位专家了解一下。
首先，无人机航拍一个非常重要的环节是前期的航拍规划。当接到一个航拍的任务的时候，比如我们要拍某个区域，先要有个坐标，把这个坐标换算成面积，还要了解这个区域的海拔、空管情况，地面的高差，包括很高的楼和山。通过这些信息我们才能够规划处无人机航拍作业中的设置参数，比如航拍的密度和高度等等的参数，包括相机搭载设备的设置都会需要去根据任务来做特定的设置。当有了好的完善的规划之后，就需要飞行队去到现场，到飞行的现场去执行这样一个遥感任务。
到现场以后，飞行小组首先一个问题就是要找起降地点，找起降地点的时候也是需要很多经验，对周围的一些环境的判断。确定了起降场地之后，就要事先航拍规划全部导入自驾系统。然后由比较专业的地面飞行控制人员将飞机正常起飞，再切入到自动驾驶的状态去按照特定的要求去做飞行拍摄。当然它落地的时候，降落还是需要人工来操作，因为无人机的起降环节用自动化的操作现在还不成熟，加上无人机起降条件通常都会比较苛刻，不像载人飞机，你至少有个飞机场，所以还是依托于人工来操作。在降落的时候，我们现在除了常规的滑跑降落方式外，还可以通过降落伞来降落，还可以在地面上支一个网，降落的时候撞在网里面。不同的起降方式满足于不同的环境，在城市里、在野外山区，或者平原区，每个地方都不同，都会有相关的流程在里面去配合。
飞机降下来以后我们做数据检查，这个检查是察看飞行过程是不是完全按照规划设计完成的。我们拍垂直遥感影像是按照国家标准要有60%的航向叠片率，30%的旁向叠片率。如果检查之后基本上都是正常的，那这个区域就算完成了。如果受气流影响有漏拍，那就再补拍。如果没有发现错误，接下来就是提交数据。
提交数据以后就进入后期的处理流程，大家看到的这个图（幻灯片）相对来说是比较简化的说明。无人机影像的特点就是它的画幅很小，同样的区域载人机可能十张、二十张就拍完了，但是无人机就要拍好几百张的片子。这个在后期的处理应该说相当复杂，首先将这些片子做纠偏处理，然后再做拼接，将小的拼成大的照片，这是一个很复杂的控制过程
，需要相关的软件去处理。拼成大图之后还需要去做分幅，包括两个大幅之间的精确的修正，再经过坐标配准，最后输出Geotiff的数据。现在由于没有地面辅助测量来做配合，配准就是基于原有的基础测绘数据，比如说DEM、DOM或一些地形图。如果这些都没有的时候，就需要一些比较好的卫星影象（来做配准）。实际上，无人机的影像是与其他的地理数据做一个匹配，来做配准，所以它的精度是相对的精度，这个就是前面我说的无人机影像现在的精度还做不到测绘级的原因。
大家看到的这个图片（幻灯片）是我们自动拼接的时候一个画面，两幅图片通过软件自动寻找同名点——因为所有的影像有重叠率。然后通过自动和手动的方式将小的画幅拼接成相对大的画幅。然后再去根据卫星照片做配准，在遥感影像处理软件里面找到控制点。当然这个控制点是我们讲的相对控制点，比如在卫星影象上面有一个房角，反过来在无人机影像里面找到同样的房角，找到一定数量的控制点以后，将两个影像做一个配准。这个有点类似传统的遥感影像处理当中的外方位元素的校正，只不过这个校正的数据来源不是经过地面精确测量得来的。最后得到的结果就是带坐标的大幅的遥感影像。
总结一下无人机影像的几个特点——
第一、无人机的遥感影像分辨率可以达到很高。我们曾经给高尔夫球场做一个小面积的遥感影像，他要求能很清楚地拍到高尔夫球的球洞，高尔夫球的球洞很小，只是几厘米而已。所以无人机在分辨率这方面是载人飞机和卫星完全不能比的，这是一个很大的优势。
第二、无人机影像是真彩遥感影像，它不是靠多光谱合成的假彩影像。我们遇到的很多客户他们在刚刚接触无人机影像的时候，常常有一个疑问，或者不习惯，看到这个成图后，他说为什么你们这个色彩这么丰富？就是很鲜艳，他说卫片和航片不应该这样，这个太像照片了。但是实际上无人机影像除了色彩鲜艳以外，分辨率是可以满足要求的，他只是不习惯于看到像照片一样的航片，这是很多刚刚接触无人机影像的客户都会有的疑问。
第三，影像坐标精度取决于配准的基础测绘资料精度。
第四，单架次航摄覆盖面积数十平方公里。
第五、无人机是根据任何的需求来定制的，无人机可以根据任务需求从小到100多克到大到一百几十公斤，可以满足不同的任务需要。
还有一个我们需要去强调的就是无人机在城市上空飞行的安全性问题。这是对无人机行业来讲，不管是飞行者还是作为客户都是一个需要关注的问题。因为在城市上空无人机的飞行一旦失事，一
旦熄火掉下来以后这个损失是不可预计的。所以我们在做无人机城市影像航拍的时候，我们用的是双动力系统——这个无人机有两个发动机，一个发动机熄火以后另外一个会按照事先规划的方向把这个无人机飞回来。如果两个都熄火了会有一个紧急开伞，它会在一个特定高度的开伞，在100米—300米的时候就会开伞，一旦降下来以后对地面的冲击力和对物体的伤害会降到最低程度。
另外，在无人机遥感领域当中专业化的飞行队伍是很重要的。国内做无人机遥感影像，或者泛泛的讲做无人机的机构据说有数百家。大家觉得无人机很神秘，实际上非常多的机构在搞，包括民营企业，包括个人。但是从我们了解的情况，国内这数百家机构里面99%的机构不具备常规作业的条件。就是说他有一架飞机，曾经实验飞到一定高度拍下照片得到了一定的数据。但是你要求把他作为常规任务，能够随时飞，完成我所需要的各种任务，99%的无人机构会告诉你，对不起，我们没人飞。这个行业对人的要求很高，这个行业也太新，以至于没有足够多的人才支撑这个行业，所以这个是很大的问题。
无人机这个行业有两个来源。一个来源是军用，军用的无人机这是一个系统，他们做了很多年，几十年了；另一个来源是从民间的航模这个市场过来。我刚刚所探讨的是民用无人机，民用无人机既不是军用也不是航模。军用有一个问题他可以不计成本，它可以不用考虑安全问题，一个飞机掉下来没有什么问题，它不会有太大的影响。而民用无人机在这个问题上是很敏感。反过来航模也不会有太大的问题，在特定的空间里面飞几十米也不会有太大的问题。无人机城市航拍作业的规范性，在这个行业来说还是一个比较不成熟的状态，这个也是需要跟各位专家去实话实说的东西。
从我们自己公司来说，目前为止已经完成了广东省30多个县以及地级市、城区的城市影像航拍，我们今年的目标是完成广东省大概114个县、市的航拍任务。这个是我们今年的目标，到现在我们完成30多个，因为广东的天气在夏天和春天的时候天气的气象条件不太适合拍摄，所以我们很多时间只能等。
回到咱们今天论坛的主题，我也想简单的套一套这个主题，实际上各位专家比我们更清楚，无人机航拍影像在交通中应用的交合点。无人机的提供影像可以用于城市导航电子地图的更新。因为城市变化很快，而导航地图的地面更新的成本和效率包括信息的获取现在对所有导航地图企业都是一个很大的问题。而无人机的相对来讲，它可以在一个比较短的时间内，比如深圳，每年飞4次、5次，它可以提
供很多的数据更新来源。
道路交通的3D数据可视管理系统的影像数据获取，包括城市建设三维。我们今天看到楼下很多公司做了三维演示，但是大部分的演示侧面纹理都还是模拟的、虚拟的，不是真实的纹理。如果做三维的真实纹理靠地面拍摄效率很低，而无人机效率很高，这个是一个很大的应用。
城市的应急联动，当发生重大的影响到交通的一些问题，比如说火灾，比如说重大的车祸，交通状态是需要改变的，比如说你需要去避开一些地方，绕过一些地方。这时候通过空中的实时监测，我们认为是可以有助于城市交通的管理的。这个监测平台用无人机是最合适的，载人机和卫星是都不可能做这个事情。
无人机还有很多的应用。无人机是一个新兴的行业，它的很多应用还处在摸索当中，今天我们讲这些很多是基于我们过去几年来我们所摸索到的一些应用。很希望得到各位专家从各自的领域给我们做一些指正。我的演讲到此完毕，谢谢大家!
4.2 国土资源普查
全面部署了各省区进行国土资源遥感综合调查，一般以卫星图像为主要信息源，进行1:50万或1:100万比例的专业目视解释和系列制图(在直辖市为1:10万-1:5万)，建立地理信息系统，与“数字省区”和“电子政务”或与“生态省”建设规划链接。
遥感地质找矿取得了多方面的进展。 航空遥感与卫星影像应用已在地质区测制图与普查找矿遥感方法中列入作业规范，火山、黄土、冰川、岩溶等新生代地质作用和现象，均有新的发现。并已汇成全国1:50万地质图数据库, 全面地反映了遥感地质的调查研究成果。
从1980年，腾冲航空遥感开始，开拓地下热水铀矿床遥感探测的先河，逐步推广应用于内蒙及其他地区其他铀矿资源的航空遥感综合勘测，均获得成功。不仅为铀矿资源的航空遥感综合勘探打下了坚实的基础，而且为开展核查技术和核能和平利用作出了贡献。
重金属和有色金属矿产资源的遥感勘探，以控矿构造为框架，以多光谱岩性识别为依托，通过矿物晕的扩散形迹，为国家圈定了多处大型矿床。在新疆的金矿探测中，查出金科研预测储量18.8吨, 远景储量70吨，使两个县达到生产黄金2万两的效益。遥感应用于扑灭华北、西北煤田地下自燃的火灾，为探寻内蒙地下水和油气资源，频频告捷。
4.3 环境保护与灾害监测
利用机载成像光谱仪和卫星多光谱扫描仪，对太湖水环境现状和历史演变进行了系统性的定量遥感分析，取得了具有实用价值的结果。
开展863计划“西部金睛行动”，建立我国西部生态环境遥感监测网络系统
及西部生态环境动态数据库。通过西部、区域、省市区、典型地区四个层次，实施对西部生态环境和资源的长期动态监测，监督西部大开发中的生态环境效应，提出建设和加强西部可持续发展能力的对策。
研制了“沙尘暴的卫星监测系统和沙尘暴的灾害影响评估系统”，通过网络连接，实现了把遥感、GIS和网络通讯技术集成为一个可以实时业务运行并定性、定量、定位的沙尘暴卫星遥感监测与灾情评估的系统。现已利用风云卫星的数据正式发布沙尘暴天气预报。开展了蒙古、朝鲜、韩国与日本的国际合作计划。
研制开发出卫星遥感草原火灾、监测和灾害评估系统，实现了及时发现火点、准确定位火点地理坐标、测算过火面积、计算干草损失量。建立了森林监测与管理信息系统，收到了有火不成灾效果。开展了赤潮灾害卫星遥感业务化监测技术研究，并在渤海、长江口和珠江口海洋赤潮灾害监测业务化实践中得到了检验。
建立了由灾害宏观动态监测系统、机载SAR数据实时传输系统、洪涝灾害监测评估运行系统，已投入使用。对突发性水灾，实现2天之内提供受淹范围及各类受淹土地面积等信息，一周之内提供包括受灾人口、受淹房屋等信息的详细评估报告。全国旱情监测实现每10天上报一次旱情资料。在1998年长江特大洪水期间，利用6颗卫星和3套航空遥感系统，特别是利用了中国的L波段机载雷达系统，对灾区组织成像飞行，获得了100多幅灾情图像，遥感查明受灾面积只有地方统计数据的一半，为灾情监测评估和灾后重建规划提供了科学依据。洞庭湖区的遥感实验信息系统，是由加拿大CIDA的资助下进行的，已推广到亚非21个国家。
4.4 城市规划与工程建设
由于我国城市化的快速发展，城市化指数由2000年的26.7%增加到2003年的37%。高分辨率卫星图像和机载遥感系统，为城市规划和“数字城市”的建设提供了丰富的数据源。例如，通过开展北京中关村高科技园区成像飞行，为“数字北京”及“数字中关村”提供了更新数据；进行2008北京奥运规划区的机载对地观测飞行试验，服务于奥运申办及未来的奥运规划设计，为澳门回归进行三维成像仪飞行，为香港、澳门、北海、上海浦东等城市提供了基于对地观测数据的各类图件及数据，并开展了城市应用研究。
我国资源卫星与SPOT, IKONOS等高分辨率的图像数据，在城市建设中的应用，已在北京城市折迁，香港街区地图更新中发挥作用。全国80多个城市的城市扩张与占用土地的遥感监测，效益显著。天津市早年城市环境遥感的实验成果，率先采用网格化计算机
自动制图，出版了环境资源调查，得到世界银行的高度赞誉，为天津市争取世行巨额贷款提供了科学分析依据。
遥感技术为国家大型工程建设提供了勘察与管理信息支持。包括三峡建设、青藏铁路建设、二滩和龙滩电站水库、三北防护林工程、南水北调西线工程、西气东输等，遥感在选址、勘测、生态环境工程效益评估中，都发挥了应有的作用。在三峡工程预研论证初期，三次遥感估算库区可耕地面积，从而否决了后靠移民的主张，为政府决策外迁提供了依据。已经由中国科学院与三峡指挥部合作，组建长期的资源环境监测中心。
青藏铁路施工以前，有关部门和中科院对高原冻土调查研究与铁路选线，进行了大量遥感和选线比较研究。特别是隧道工程中的喷水含沙等，在南岭、燕山、秦岭大型隧道的勘测工程中，取得了宝贵的经验。
基础测绘领域应用
主要包括测绘地形图、制作正射影像图（DOM）和制作专题图
制作正射影像图（DOM）主要技术： 假彩色合成，影像融合，镶嵌，选取控制点应从地形图（比例尺应比最后制作的影像图比例尺大一个等级）或GPS等测量手段获得，纠正 地形图修测：修测地图的比例尺应比影像图的比例尺小一倍。 高程信息的获取：如SPOT的立体像对获取DTM
遥感信息工程应用
1 地质
包括地质找矿、岩性分类、地震和火山活动、地下水、地热依据：一定的地貌类型与一定的地质构造有密切的关系，而一定的地质构造又能反映出一定的成矿条件。 线性构造和成矿条件的关系：
1） 线性构造密集的地区成矿条件好
2） 断裂和褶皱强烈的构造处成矿条件好
3） 构造线交叉地区成矿几率大
岩性分类：在地面无植被覆盖的岩石裸露地区，利用不同岩石间光谱特性差异，可对岩性进行识别分类 地震和火山活动与断层有关；地下水也一般在断层中发现；热红外像片上可反映地热信息。
2 土地资源
土地利用调查：利用不同分辨率的图像融合，增强空间分辨率和光谱特性。土地分布和面积统计。
地籍调查
土地利用动态监测：不同时相的遥感图像融合处理
土壤改良
精细农业：利用高分辨率遥感影像，提高农业生产的效益。
土地适用性评价
农作物估产：利用两个参数叶面积指数和植土比，分析反射光谱特性。
3 城市建设
利用高分辨率影像，动态监测和规划城市基础设施、工业、零售业分布、房地产规划/居民区分布、人口、占用耕地等等。
举例： 城市规划（北京、武汉） 城市调查
4 林业
林木覆盖类型、森林立地因子的界定、城市园林绿化
5 线路工程
工程稳定性
分析、线路规划
举例： 选线（润阳大桥、青藏铁路、南水北调、西气东输、西电东送工程） 地质稳定性分析（地质构造）
6 生态环境
城市热岛效应监测：利用热红外扫描影像，分析城市热岛分布和产生原因 石漠化 水土保持和土壤侵蚀：三维动态模型分析灾害：如滑坡，研究地质构造。 河流淤积 滩涂
7 水利
三峡 输水管隧道 地表水体调查：水系分布特征分析 农业灌溉、防洪、抗旱、抗涝
8 旅游
研究旅游景点的分布特征 开发新的旅游景点 监测和保护旅游资源 风景点规划、旅游资源的开发（故宫、长城、兵马俑、天安门等）
9 军事 全天候和全天时侦察：微波和热红外优势
揭露军事伪装 军事目标的识别
浅谈无人机在突发性公共事件中的应用及启示
2008年5月15日，四川汶川特大地震灾区，一架国产的“千里眼”无人飞机，按照事先确定的精确坐标在大约200米高的空中飞行，它用明亮的“眼睛”忠实地反映着整个北川县城2平方公里范围内震后的情景：倒塌的楼房不计其数，滑坡的乱石、泥土埋没了道路，堵住了河流，北川几乎就是一片废墟！一圈、两圈，无人机在空中围着北川县城绕了两圈，仅用了20多分钟，一张张连地面救援人员的身影都清晰可见的数码照片，通过科技设备传输下来，最终拼接成地震效果图，送到了抗震救灾指挥部负责人的手中。
近年来，突发灾难性事件频繁发生，严重威胁人民的生命和财产安全，同时，也对社会稳定造成了较大影响。因此，加强对突发事件的应急管理，是关系到国家经济和社会发展全局以及人民群众生命财产安全的大事。但是，我国应急管理机制尚不完善，预防和处置突发性公共事件的能力也很有限。除了在应急管理机制、体制和法制方面需要加大力度进行完善之外，在国家应急管理体系中引进和装各一批先进的技术和设各，对提高各级政府的应急管理能力是大有帮助的。其中无人机就是一种不可多得的重要工具。
无人机经过了几十年的发展历程，从技术角度看已经比较成熟。其优点是成本低，易操纵，具有高度灵活性，能够携带一些重要的设备从空中完成特殊任务，比如空中监测，空中监视，空中转信，空中喊话，紧急救援等。在执行特殊任务时，一般不会造成人员伤亡，生存能力强，机动性能好，使用方便，在处理自然灾害、事故灾难以及社会安全事件等方面能发挥出重要作用。
一、无人机概况
无人机（unmanned aerial vehicle，简称UAV）是一种由无线遥控设备或由程序控制操纵的无人驾驶飞行器。它不需要飞行员在机
舱内进行驾驶，飞行过程由电子设备控制自动进行。飞机上不用安装任何与飞行员有关的设备，这样就可以有效地节省和利用空间装载应用设备以完成赋予它的各种任务。无人机与有人驾驶飞机的最大区别是，单纯依靠无人机本身是不能完成任何任务的，它需要一套严密的控制系统和根据任务需要搭载的应用设各，所以无人机也称为无人机系统。
无人机最早诞生于1917年，由英国人制造出第一架无人机，至今已有近百年的历史了。但是无人机的应用则始于20世纪50年代。早期的角色是作为靶机使用，后来逐步用于空中侦察、电子对抗、目标指示等领域。在60年代的越南战争和70年代的中东战争中，无人机都有重要表现。在海湾战争以及北约空袭南斯拉夫的过程中，无人机都曾被频繁地用于执行军事任务。
无人机的快速发展和广泛运用是在海湾战争以后。以美国为首的西方国家充分认识到无人机在战争中的作用，竞相把高新技术应用到无人机的研制与发展上。轻型材料的使用和新的设计大大增加了无人机的续航时间；先进的信号处理与通信技术提高了无人机的图像传递速度；自动驾驶仪能使无人机自动改变高度和航向飞往目标，地面操纵员可以通过计算机根据需要改变无人机的飞行数据。在阿富汗战争中，无人机已经能够攻击地面目标，其在军事领域的重要价值越来越清晰地展现在世人面前。
无人机经过了近百年的发展，其产品种类繁多，外形千奇百怪，很难用简单的语言将其一下子介绍清楚。如果以飞行距离的长短进行分类，有短程无人机、近程无人机、中程无人机和长航时无人机；如果以飞机的外形分类，有微型无人机、小型无人机、中型无人机和大型无人机；如果从军事用途上进行分类，有靶机、侦察机、干扰机和攻击机：如果从飞行原理上分类，则有固定翼无人机和旋翼无人机（即无人直升机）等。
笔者认为，适于在应急管理体系中应用的无人机为中小型短、近程无人机，包括固定翼无人机和无人直升机，尤其是中小型无人直升机更适于在突发事件中使用。
小型无人机（Mini-UAV）的最大起飞重量只有几千克乃至几十千克。由于其携带方便，操作简易，成本低廉，因而具有广泛的应用前景。比如以色列的“云雀”，重约6千克，直径12厘米，通过助推器或小型火箭发动机肩扛发射。发射后其机翼（翼展1.5米）在电动机动力作用下迅速打开进入飞行位置。该机装有一台摄像机，可提供空中即时影像。最大飞行距离10千米，可在目标区域上空飞行60多分钟。“云雀”无人机可从屋顶、窗口或狭窄小巷
发射，即使对恶劣环境也有较强的适应性，应用一台笔记本电脑就可以对其进行操控。该型系列飞机在2004年就成为以色列军队的制式装备，2005年被澳大利亚和加拿大军方采购，并在军队中成建制装备应用于阿富汗战场。
中型无人机通常是指重量在一百千克至几百千克、飞行距离达数百公里、留空时间在2小时以上的飞机。该类飞机在民间领域的应用最为广泛。
我国研制无人机已有四十多年的历史，所投放的产品也比较成熟。从最初的无人靶机系列，到高空高速无人侦察机等，已经开发出的产品有数十种，并广泛应用于空中侦察、战场监视、目标定位、战场评估等军事领域。
无人机在民间领域也得到了多方面应用，如灾情监视、交通巡逻、治安监控和航空摄影、地球物理勘探、海岸缉私等。从1993年开始，中国气象局将无人机应用于大气探测、气象灾害遥感、生态遥感、人工影响天气等课题，已经在十余个省市展开，并且在祁连山高原科学试验、台风探测试验中都使用了无人机。民用无人机主要搭载照相机、摄像机以及气象探测设备等，飞行控制可以靠GPS定位系统，自动驾驶系统则可根据当前位置计算飞行路线。
据有关媒体报道，“刀锋”无人机是目前我国自主研发的智能化程度最高的无人机。该机最大平飞速度250公里／小时，续航时间3小时，飞行高度可达3 000米，在控制精度和可靠性上甚至高于国际同类产品。可应用于侦察、通讯、气象、农业、地质勘探、地质灾害预防以及交通、城市规划、消防等众多领域，不仅体积小、自动化程度高而且高效、操作简便。该机在天津建立了总投资10亿元、占地100亩的生产和研发基地，其产品预计年内即可投放市场。
二、无人机在突发性公共事件中的应用
中国每年因自然灾害、事故灾害和社会安全事件等突发公共事件造成的人员伤亡逾百万，经济损失高达数千亿。目前，我国正处在突发性公共事件的高发期，而且在未来很长一段时间内都将面临突发性公共事件所带来的严峻考验。从自然角度分析，中国也是世界上受自然灾害影响最为严重的国家之一，灾害种类多、灾害发生频度高、损失严重。自然灾害在中国有着较强的社会性，灾害造成的损失也在逐步增加。
突发事件的主要特征，一是突发性和难以预见性；二是破坏性；三是具有紧迫性。因为是突然发生的、非正常的、带有破坏性的事件，极易造成公众的恐慌，所以在处理突发事件时，就带有紧迫性的特点。突发事件对应急管理的要求是：迅速判明情况，查明事件原因；实现快速响应，
尽快到达现场；采取果断措施，实施正确指挥；进行紧急救援，防止事态发展；妥善安排善后，尽力减少损失。在这些环节中无人机都能够发挥出重要作用。具体说，无人机在处理突发事件过程中的主要作用体现在以下方面：
（一）实现快速响应，在第一时间到达现场，迅速展开作业
小型无人机只有几千克或十几千克，依靠遥控器或手提电脑就可以对其进行操控。装备该类无人机的小分队只需2—3人就可以完成任务。即使在道路被毁的情况下，徒步也可以到达事故现场。一架未组装起来的无人机，有的仅有一个标准行李箱那么大，放在汽车或飞机上就可以很方便地携运。有些无人机的起飞条件很简单，在汽车上就可以弹射起飞。尤其是无人直升机的起降，有块几平米的平地就行。
如果是中型无人机，通常需要车载控制设备。其保障分队一般需要配备2—3辆军用吉普车，具有一定的越野能力，也能在最短时间内到达现场，实现快速响应。
无人机不仅能够有较快的反应能力，而且对环境和气象条件有较强的适应性，在这方面比有人驾驶飞机更优越。例如：参加“5·12”救援的“华鹰”无人机能在6级风下完成飞行任务，受阴、雨、雾等天气条件的限制比有人驾驶飞机要小得多。固定翼无人机起飞时一般只需要一条100米左右的跑道，只要周围没有突出的障碍物就可以自主起降。如果采用遥控起降方式，则只需要二三十米长的跑道，可以利用震后残存的公路顺利起降。飞机可超低空作业，受天气条件的限制非常小，但是获取地面影像的速度非常快，可在半径15千米的范围内稳定可靠飞行数小时。
（二）采集现场数据，迅速将现场的视、音频信息传送到指挥中心，供指挥者进行判断和决策
无人机通常配置的基本设备就是多媒体采集系统，负责完成视、音频数据的采集，通过无线传输方式，传输到地面的接收机。其机载摄像机能够对视频数据进行编码压缩，以图像方式把视频数据送回指挥中心。如果配置高清晰度的数码摄像机，能够对现场进行高质量的视频采集以及音频的实时采集。比如“华鹰”无人机能够采集稳定的视频画面，其数据传输距离可达30公里。
无人机能方便地使用摄像机、热像仪等各种载荷。即使是普通的民用级专业数码相机，也能安装到飞机的平台上。配合自动曝光摄影等一系列先进技术，就能自动获取高清晰数码照片。通过后期处理，生成的数码影像和地形图可为灾难评估和灾后重建提供可靠的数据保障。在“5·12”抢险救灾过程中，“华鹰”无人机在第一时间获取了大量震后
详细影像，为灾后救援提供了可靠的决策依据。
通过对灾区或事故现场进行视、音频图像采集并及时传报给指挥中心，能够使政府相关部门掌握现场情况第一手资料，对情况的分析更加全面、准确，使判断和决策更加及时、正确，反应更加迅速，各部门以及各类救援人员的协调也会更加充分。
（三）能够实现通信中继功能，快速恢复现场局部通信
空中通信中继是无人机的一个重要用途。当自然灾害（如地震、洪水、泥石流、海啸等）发生时，在一定地域内地面原有的有线、无线通信系统均遭到破坏，此时此地，在最需要通信联络的时候信息传递就成为一个大问题。而无人机则可以作为一个便捷的通信中继机，在指挥中心与现场之间搭建一条无形的信息“桥梁”，快速构成一个应急局域无线通信网以解燃眉之急，为救灾赢得宝贵时间。
在“5·12”汶川特大地震中，地面通信遭到破坏，由于其特殊的地理和气象环境，对空通信保障也十分困难，通信联络是抗震救灾指挥中存在的一大难题，为此空军不得不派出一架专用飞机担负中继转讯任务。事实证明，由于该机在灾区上空架设了一条不问断的通信桥梁，扫除了高山峡谷内的通信盲区，为抗震救灾指挥部实时指挥提供了强有力的技术支持。如果在地面通信中使用多个无人机分队进行配合，整个救灾指挥的通信环境就会更加完善。
（四）跟踪事件的发展态势，帮助指挥中心实施不问断指挥处理
由于无人机的使用方便快捷，到达现场之后能够迅速展开，展开之后就能够不间断地跟踪事件的发展，利于指挥中心及时掌握事件态势。在追踪事件态势方面，无人机有大飞机无法比拟的优点。由于其机体小巧，速度容易控制，机动性好，在需要急转弯时，无人机可以一下子转过来，大飞机就不行。此外无人机能超低空飞行，适应性更强，相对而言，大飞机在山区飞行就受限制。因、为飞得低，也能看得更清楚。
使用无人机获取信息的分辨率很高，可以达到0.1米。目前无人机所措载的传感器一般都采用光学传感器，夜间使用还受到限制，如果配备红外或具有夜视功能的系统，其功能就更加强大。
（五）参与救援行动，投掷紧急救援渤资
不同的无人机都具有一定的负载能力。可以装载一定数量的装备或物资。在危急条件下，可以向被围困的受难者或处于恶劣环境下以正常手段不能被施救的人投放救援物资或工具，以帮助受固者尽快脱离危险。
（六）在媒介失灵的状态下，播撒传单，向受害人传递政府施救信息
我国目前
正处于经济社会发展的关建阶段，各种社会矛盾不断涌现，即使是人民内部矛盾也会出现一些新问题，如果处置失当，有可能会出现骚乱、械斗甚至暴乱等影响社会安全的重大事件。当该类事件出现时，由于参加的人群众多，容易缺乏理智，现场很难控制。必要时可利用无人机播撒传单，向现场群众传递有关信息，引导群众配合政府的施救行动。
（七）进行空中喊话，传递政府领导者讲话，并通过视频与受害人对话
突发事件具有不确定性，如果在处置过程中不能使用正常的宣传工具与群众进行沟通，可通过无人机搭载扩音设备对现场进行喊话，传达领导人意图。同时，指挥中心通过无人机直接监视现场情况，必要时也可与其进行对话，以缓解矛盾，控制事态发展。
（八）参与灾后重建，提供有关地理及气象相关信息
事实上，我国无人机在洪涝灾害应急监测、太湖蓝藻爆发、森林火灾监测、大气臭氧监测以及大型科学试验中已经发挥了重要作用，也形成了推动无人机技术发展的专业技术队伍。在2008年“5·12”汶川特大地震的抗震救灾工作中，无人机与遥感技术应用相结合取得了显著效果，引起了业内各界的高度重视。同时也使政府有关部门注意到，在类似的灾害监测中，无人机具有不可替代的作用。
三、启示
通过以上分析可以看出，无人机在应对突发事件的过程中其作用是显而易见的，已经应用的实践活动也能充分证明这一点。从“科技应用于减灾”、带动我国高新技术产业发展和广泛的应用领域看，给我们的启示是：
（一）有利于管理与技术相融合
技术与管理相脱节，是我们国家科技界和实践界长期以来在应对突发事件的过程中共同面临的一个难题。“科技应用于减灾”，在过去大多数情况下是指网络或者一般的技术在减灾救灾上的应用，而在运用技术直接掌握灾情信息方面存在很大的局限性。无人机在应对突发事件过程中的运用，是管理与技术相融合的重要开拓，必将使我国的减灾救灾水平得到飞跃式的提高。
（二）有利于带动相关产业的发展并扩大内需
低空空间领域所属的无人驾驶飞机技术是一个国家科技、经济等方面的重要象征，它涉及到电子、通讯、遥感、控制系统、轻型材料等多项科学技术领域，多年以来西方国家为限制这种产品和技术在中国的发展，对我国采取了全面的技术封锁和产品禁运。但我国科技人员经过自主创新，掌握了实现本土化工业批量生产的关键技术，而且性能达到国际先进水平。如能大力推广无人机在应对突发事件中的应
用，定能带动低空空间领域高新技术产业的大发展，并对扩大内需产生积极影响。
（三）有利于满足众多领域的需求
民用无人机主要搭载可见光摄像机、红外摄像机、三维激光雷达、航扫仪和热成像仪、无线中继转发设备和用户特制设备等，这些设备负责完成视、音频数据的采集，通过无线传输方式，传输到地面的接收机。其机载摄像机能够对视频数据进行编码压缩，以图像方式把视频数据送回指挥中心。这些，可以极大满足国家资源管理、环境保护、生态建设等众多领域的需求。