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開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇無人機遙感技術論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞：微型多旋翼；環境監測；飛行控制系統
中圖分類號： TP79 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）31-146-2
1 無人機的定義
無人駕駛航空器簡稱無人機，英文的縮寫為UAV（Unmanned Aerial Vehicle）。無人機具有受氣候的影響小，效率高反應速度快、能準確定位、準備工作簡單、操作控制容易等特點。整個系統運行穩定，經濟性能高，可以在小面積區域、興趣地點懸停重點拍攝。
2 無人機的分類
①水平起降式：水平起降式機翼為固定式。優點：飛行速度快，可以進行高空飛行，動力效率比高，續航能力強。缺點：受空氣流動影響較大，無法懸停在指定位置，對目標只能進行“盤旋觀察”在復雜地形飛行時需要操作難度高，微型固定翼UAV限于效果的比例，身體容易跟隨流線和角運動，進而影響其穩定性，難以獲得連續穩定清晰的圖像。對起飛和降落場地要求較高，要求起飛及著陸航線平整且無障礙物，且發射或降落時需要考慮風向、風速問題，限制較多。②垂直起降式： 垂直起降式機翼為旋翼式。優點：低空空氣流動對其影響較小，可在空中懸停。可以在興趣目標點進行“懸停凝視”觀測，可以獲得連續穩定清晰的圖像，有利于小目標或局部區域的細致觀測。具有垂直起降能力，可以在惡劣的場地進行起降，對氣象條件要求低，具有較廣的應用范圍。缺點：機翼載荷比水平起降式高，動力效率比低，無法滑行，為減少自重，續航力低，控制系統復雜，容錯率低，容易出現故障。
在多種類的無人機中，四旋翼無人機是目前研究最為廣泛、用途最多的一種。四旋翼無人機由于能夠垂直起降、自由懸停，適應不同的情況，在不同的環境下自由轉向和調速。
3 無人機工作原理
3.1 系統概述
無人機飛行控制系統是無人機的核心，飛行控制系統通過采集飛行器的姿態、速度、壓力、轉速等信息，傳輸給飛行控制處理器，由處理器解算并發出控制無人機飛行狀態的指令，并且通過無線數據通信系統可以向地面站實時傳輸無人機的飛行參數和功能傳感器所探測的目標信息；另一方面，地面站也可以根據需求向無人機發送指令，控制無人機姿態、航向，到達指定地點進行拍攝或探測。整個飛行控制系統的設計是無人機的關鍵，是地面站與機上飛行控制系統的綜合，飛行控制系統的好壞直接決定著無人機的質量。
3.2 無人機探測系統搭載原理
3.2.1 無人機遙感技術
無人機的遙感技術是將傳感器技術、遙測遙控技術搭建在無人機技術的平臺上，并運用計算機技術進行運算控制，通過通信技術完成信息傳輸及存儲，可迅速、自動、智能地獲取相關的環境空間信息，采集數據和應用處理。無人機續航時間長、能實時傳輸影像，具有成本低、高分辨率、機動靈活等特點，在高危地區探測具有較好的應用前景。
3.2.2 利用高分辨CCD相機系統獲取遙感影像
無人機通過控制系統可以實現影像的自動拍攝和獲取，通過航跡的規劃實施監控，將采集的信息數據進行壓縮和自動傳輸，還可以完成影像預處理，可以在水域環境監測提供環境信息，為各級環境部門環境檢測提供便利，并可滿足環境應急響應的需求。
3.2.3 數據融合生成三維立體空間圖
地面站系統搭載了數據融合軟件系統，該系統將傳回的傳感器數據和位置信息等數據，進行數據融合，生成立體三維空間圖，直觀展示各類信息，便于數據分析。
3.3 微型多旋翼無人機系統使用目標設定及定位
衛星及傳統航空器在復雜水域、面積相對小且污染類型多樣的區域拍攝不清晰，無法達到分析要求，無人機飛行器可以在復雜區域完成懸停凝視，拍攝連續穩定高像素圖像，更能細致對進行目標區域進行監測。
四旋翼無人機攜行方便，不受使用場地約束，最高可在6 級風力情況下使用，在陰云、霧霾能見度不良天氣情況下，可以低空或貼水面飛行，獲取水域環境的高清晰圖像，可以實時追蹤和監測突發環境事件的發展。同時借助地面站外部通信設備將無人機實時拍攝巡查地點的高清圖片通過網絡進行轉播或存儲。
3.4 無人機的優點
①多旋翼無人機通過采用GPS 模塊實現了空間定位功能；將網絡通信、自動控制、物聯網及軟件技術，集成在多旋翼無人機上，利用無人機靈活性特點，以點及面，就可以無死角、全方位地探測目標區域環境條件狀況，實現定時定點采樣，極大減小了控制生產成本和系統功耗。②數據融合生成立體三維空間圖；特有設計了地面站系統，實時顯示無人機傳回的傳感器數據和飛機當前位置信息等，同時進行數據融合，直接將數據以立體三維空間圖直觀展示，環境各參數指標一目了然。
4 微型多旋翼無人機的操作注意事項
本文以大疆精靈Phantom 4為例，介紹無人機的使用方法：無人機具體參數如表1。
①在目標地點附近起飛，飛行范圍是以起飛點為中心高度120m以下，半徑500m 范圍內。②四旋翼飛行器可以垂直起降，在目標區域附近垂直起飛，到達預定高度后，飛往目標地點，對目標地進行檢測。在檢測過程中可以根據現場環境調整無人機的高度，便于獲得更清晰的圖像。在飛行過程中要注意于其他建筑或固定障礙物保持20-30m的安全距離，與運動的障礙物需要保持500m的安全距離。在一次出動微型多旋翼無人機時，需要在各組間設立指揮員，協調各組的飛行范圍，保證任務順利。③受電池約束，該型號無人機只能持續飛行28分鐘，信號接收范圍為3.5公里，在飛行時注意飛行時間和距離的控制，避免因沒電或超出控制距離造成損失。
5 多旋翼無人機在水域環境監測中實際的應用
5.1 無人機在水產養殖區的應用
在水產養殖區域，水域環境檢測尤為重要，以水草為例，水草作為大多魚類的食物，可以很好地促進魚類的生長，當水草超過一定數量，會造成水層缺氧，并加速水草死亡，造成水質變壞，不利于魚類養殖。所以魚塘需要實時監視水草數量，人工劃船或觀望難以做到全局觀測，結果比較片面，使用無人機對水域進行全局探測，快速了解魚塘整體情況，也可以在局部進行懸停并凝視，確定水草生長情況，獲得魚塘準確信息并及時制定應對措施。
5.2 無人機在環境檢測的應用
沂河流經臨沂沂水、沂南、臨沂市區，臨沂段全長284公里，流域面積7425平方公里，集水面積2872平方公里，河面最寬達1540米；被臨沂人民譽為"母親河"。是臨沂重要的淡水資源，該河兩岸附近分布著工場和眾多的居民地，存在排污問題。對沂河的環境檢測尤為重要，通過無人機技術可以快速地獲得沂河流域環境情況，對保護水資源具有重大意義。
6 結論
水域環境監測需要對目標區域進行全局觀測和量大的局部觀測，要想獲得大量高質量的局部觀測信息，就需操作靈活，可控制性高的無人機系統組來完成。可以預見的是微型多旋翼無人機將會得到大量應用，而且未來微型多旋翼無人機的發展方向將是智能化、多樣化的空中機器人群組。
參 考 文 獻
[1] 高鵬騏，晏磊，趙紅穎，何定洲.無人機遙感控制平臺的設計與實現[A].第十五屆全國遙感技術學術交流會論文摘要集[C].2013.
[2] 黃愛鳳，鄧克緒.民用無人機發展現狀及關鍵技術[A].第九屆長三角科技論壇――航空航天科技創新與長三角經濟轉型發展分論壇論文集[C].2012.
關鍵詞 地理信息系統；遙感；林業生物災害；精確管理
中圖分類號 S763 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2016）11-0195-01
1 地理信息系統發展概述
地理信息系統，即Geographic Information System，Geo-Information system，或者GIS。廣義的是指地理空間信息管理系統，通常意義上的是狹義的，是指獲取、存貯、查詢、分析和顯示地理空間數據的信息處理系統。最早的可操作的地理信息系統，是20世紀60年代初，Tom Linson為加拿大土地勘查局存貯、操作和分析數據開發的CGIS。隨著計算機圖形學的發展，地圖疊置和拓撲網絡分析等空間分析方法的引入，以及行式打印機和筆試繪圖儀的研發，GIS技術日臻成熟。在眾多的GIS平臺中，Esri的ArcGIS為用戶提供了一個可伸縮的、較為全面的GIS平臺，被廣泛用于交通、水利、電信、物流、國防、氣象、應急救災、環境、科研、教育等行業的地圖生產、數據分析與共享[1]。
2 當前國外地理信息系統應用
GIS最先主要用于土地利用規劃、野生動物棲息地分析、自然災害評估、林木管理與河流監控等自然資源管理領域，如美國地質調查局通過國家地圖項目，提供了全美范圍內的地理空間數據，應用于跨領域的野火分析、土地利用、氣象與水文信息服務等自然資源管理領域。隨著GIS應用領域的不斷拓展，GIS很快被用于災害風險分析、緊急救援、犯罪分析、公共健康管理、環境管理、地籍管理、交通應用、精準農業。再加上空間定位技術和互聯網的普及與GIS的融合，GIS很快應用于各領域的導航服務，尤其是當今智能手機和車載導航儀的普及，GIS的導航應用已經成為普通民眾不可缺少的出行工具之一。
3 國內林業生物災害監測中地理信息系統的應用
在國內的林業生物災害管理中，GIS的應用起步較晚。最早主要用于林業生物災害的數據統計與顯示，如武紅敢等[2]利用安徽省潛山縣的二類森林資源清查基礎數據，研發了森林病蟲害監測與管理系統，用于林業生物災害監測的數據統計、報表與制圖。駱社周等[3]研發了基于GIS的松毛蟲管理系統，主要用于預測并在地圖上顯示馬尾松毛蟲的發生狀況。孫浩忠等[4]則提出了利用GPS和GIS繪制縣級森林病蟲害監測網點位置圖的方法。覃傳恒[5]開發了基于GIS的廣西森林病蟲害管理信息系統，用于林業生物災害監測的數據采集、查詢與統計制圖。
隨著ArcGIS在林業系統的普及，ArcGIS的空間分析工具也逐漸應用到林業生物災害管理之中。馬菁[6]在GIS的信息量模型對林業生物災害空間預測方面進行了探討性研究。李浩明[7]開發了基于ArcGIS Server的林業病蟲害遙感監測與預測系統，實現了落葉松銼葉峰（Pristphora Iaricis）發生和預測空間數據的顯示、查詢、空間分析和組織管理等功能。張國慶利用ArcGIS的空間分析工具，對安徽省潛山縣第三次林業有害生物普查數據進行了統計分析（圖1），并結合歷年發生數據，將其應用于2016年的林業生物災害長期預報、中期預報和短期生產性預報（圖2）[8-10]。
4 林業生物災害地理信息系統應用展望
4.1 ENVI 5.2與ArcGIS一體化集成
隨著遙感技術的發展，3S技術（Remote Sensing，RS；Geographical information System，GIS；Global Positioning System， GPS）廣泛應用各個行業。尤其是近年來，Exelis Visual Infor-mation Solutions公司的ENVI 5.2的，實現了與Esri的 ArcGIS平臺的融合，使得遙感影像和圖像分析功能可以作為核心組成部分，與ArcGIS一體化集成。
4.2 TSE在林業生物災害精細化管理中的應用
張國慶[11-19]在提出復雜系統生態論的TSE分析方法（TSDA，Time-Space Dynamic Analysis About Event）的同時，并將其應用于包括林業生物災害在內的生態系統精確管理方法，運用一體化的ArcGIS和ENVI集成平臺，建立林業生物災害TSE精細化預測預報模型，采用PDCS（Plan，Do，Check，Study）循環，不斷提高遙感數據解析的精確度和GIS數據管理的精細度，通過系統關鍵因子分析，實現林業生物災害精細化管理。
4.3 GIS在林業生物災害精確管理中的應用趨勢
GIS在林業生物災害精確管理中的應用，是林業生物災害精確管理未來發展趨勢。筆者認為，在數據獲取方面，對于大尺度空間的監測，可以使用高分衛星影像數據，快速獲取林業生物災害發生信息；對于小空間尺度的監測，可以根據需要，采用化學、物理誘集，在線視頻監測，航空遙感，或者局地無人機超低空遙測。在數據分析方面，采用TSE方法，引用新的數學分析技術，對上述數據進行建模分析，獲取較為精確的預測預警模型，實現林業生物災害的精細化預報，為林業生物災害精確管理提供可靠的依據。
5 參考文獻
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[17] 張國慶.基于生態論的生物災害精細化預報理論研究[J].現代農業科技，2014（20）：146-150.
關鍵詞：普通植物病理學；教學改革；教學內容
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）12-0090-03
《普通植物病理學》是中國農業大學農學與生物技術學院本科生的專業基礎課，要求學生掌握植物病理學的基礎理論和基本知識。根據本科生所選專業不同，教學內容有所側重。筆者長期從事農學專業本科生《普通植物病理學》的教學工作，課程教學以普通植物病理學基礎知識為核心，并適當結合農學專業學生的實際情況，對主要作物的重要病害進行講授，內容分為總論和各論兩部分。總論部分主要講授植物病害基本概念、基本理論，包括植物病理學的發展歷史、植物病害的概念、植物病害癥狀學、病原學、診斷學、流行學和防治學等。各論部分主要按照作物種類對主要植物病害進行講解，包括水稻病害、小麥病害、棉花病害、雜糧作物病害、果樹病害、蔬菜病害等。
《普通植物病理學》是一門綜合性較大、基礎性較強、知識面廣泛、實踐性較強的課程。隨著社會經濟的迅速發展、科技水平的迅猛提高、各種先進技術和方法的廣泛應用，新知識、新概念、新觀點、新技術和新方法等不斷涌現，植物病理學新的研究成果不斷出現，學科得到迅速發展，《普通植物病理學》的理論不斷得到豐富，內容日益更新。經濟社會的發展和科技的進步對人才的需求亦提出了新要求。為適應形勢需要，我校將本科人才培養定位為“寬口徑、厚基礎、重創新、強實踐、國際化”。因此，在教學過程中，筆者必須與時俱進，根據學科發展和現代社會對大學生素質的需求，在制定的教學大綱的基礎上，及時更新教學內容，將新知識、新概念、新觀點、新技術和新方法充實到教學內容中，為學生提供符合時代需要的課程體系和教學內容。
筆者通過參考最新教材，收集相關文獻資料，了解學科進展，不斷跟蹤最新相關研究成果，將植物病理學新知識、新概念、新觀點、新技術和新方法等融入到《普通植物病理學》教學體系，實現教學內容的更新，并提供相關內容的參考文獻，供學生深入學習和閱讀。
一、植物病原分類系統的更新
植物病原種類多，分類系統復雜。隨著人們認識水平的提高，植物病原分類系統不斷變化。例如，之前我國在《普通植物病理學》的教學中大多采用Ainsworth的真菌分類系統，將真菌歸屬于真菌界，下分黏菌門和真菌門兩個門，真菌門再分成鞭毛菌亞門、接合菌亞門、子囊菌亞門、擔子菌亞門和半知菌亞門共5個亞門，但是《Dictionary of the Fungi》第9版將分子生物學研究的最新成果應用到真菌分類上，將原來的真菌劃歸三個不同的生物界，即原生動物界、藻物界（假菌界或管毛生物界）和菌物界，并且這一分類系統逐漸被認同，在最新出版的《普通植物病理學》教材中均采用了這一分類系統。同樣地，隨著學科發展和技術進步，植物病原細菌和植物病原病毒的分類系統也都有了較大的變化，并且不斷有新的屬、種報道。所以，應該對教學內容中的植物病原分類系統進行及時更新。韋繼光等[1]認為普通植物病理學教學內容應該緊跟學科發展步伐，從病原學方面，介紹了植物病原菌物、植物病原細菌和植物病原病毒的分類變化等。筆者在教學過程中，亦將植物病原菌物、植物病原細菌和植物病原病毒分類變化和最新進展補充到教學內容中，使得學生能夠及時了解植物病原生物分類系統的變化，緊跟學科發展步伐。
二、吸納最新的學科研究成果，豐富植物病理學基礎知識和理論
技術的進步和學科的發展，使得植物病理學新的研究成果不斷出現，這其中有對某些知識的重新認識，有對某些知識的擴展，有對技術手段和方法的更新等。例如，近幾年小麥條銹病菌轉主寄生現象的研究新成果徹底改變了人們的認識，認識到小麥條銹病的轉主寄主有小檗[2，3]和十大功勞[4]，小麥條銹病菌整個生活史中轉主寄生現象不容忽視，其生活史過程中產生性孢子、銹孢子、夏孢子、冬孢子和擔孢子5種孢子類型，并且轉主寄主小檗在我國分布廣，種類多，這方面的最新研究使得人們對于小麥條銹病菌的變異和小麥條銹病的病害循環等有了重新認識。2004年，Sesma和Osbourn[5]在Nature雜志上發表文章介紹了他們的研究結果。該研究發現，稻瘟病菌可用侵染葉表不同的方式侵染水稻根部，形成根部病原菌所特有的侵染釘，并且侵染維管束組織，導致系統侵染，這一發現使人們認識到真菌可以改變侵染策略，改變其生態位，促進了植物病害流行學的發展。近年來，寄主植物與病原生物互作研究得到了長足發展，在講授這部分內容時，補充了寄主植物與病原生物的識別機制，包括病原生物關聯分子模式（pathogen-associated molecular pattern，PAMP）、病原生物效應分子識別等。在講授植物抗病性時，重點補充了植物抗病性的分子機制，包括植物抗病防衛基本信號通路、基因沉默、活性氧迸發等。我國對植物檢疫對象名單進行了重新制定，植物檢疫對象發生了很大變化。2007年5月29日我國農業部《中華人民共和國進境植物檢疫性有害生物名錄》，1992年7月25日由農業部的《中華人民共和國進境植物檢疫危險性病、蟲、雜草名錄》同時廢止。2009年我國農業部新的《全國農業植物檢疫性有害生物名單》和《應施檢疫的植物及植物產品名單》，該次的全國農業檢疫性有害生物名單與2006年的相比，總數量由43種下降到29種，減少了14種，其中撤消了15種，新增1種，更改2種。在講授植物檢疫部分時，及時補充了有害生物風險分析的理論知識，更新了植物檢疫對象名單。由于分子生物學技術和信息技術的發展，植物病原鑒定技術、病害診斷技術有了很大的進步，在教學過程中補充了基于分子生物學技術的病原鑒定方法和基于信息技術的植物病害診斷方法。同時，將基于分子生物學技術和遙感技術的病害監測方法以及基于新媒體技術的病害測報新技術和新方法納入到《普通植物病理學》的教學內容中。在講授植物病害發生原因分析和病害流行時，補充了氣候變化對植物病害發生流行的影響。在講授植物病害防治技術和方法時，補充介紹了利用生物多樣性控制植物病害、無人機噴藥防治病害等內容。對講授的植物病害種類進行適當調整，增加新的重要性植物病害種類，按照植物病害的發生與危害性、病害癥狀、病原特征、發生流行規律、預測預報、防治等系統地進行知識組織。
三、植物病害防治理念的更新
隨著社會發展和科技進步以及人們對農業安全生產的關注，并且隨著氣候變化、農業產業結構調整、種植制度和栽培方式的改變等，一些新的病害成為農業生產中的重要病害，植物病害防治理念不斷地發生著變化。人們從過去的吃飽需求，過渡到現在的吃好需求，從追求農產品的產量，過渡到不但追求產量，更關注質量，這就要求農業生產過程中植物病害防治必須適應這些需求的變化。我國的植保方針是“預防為主，綜合防治”，一般在《普通植物病理學》的教學中主要介紹有害生物綜合治理（integrated pest management，IPM）和有害生物可持續治理，近年來，國際上提出了有害生物生態治理（ecologically based pest management，EBPM）的理念，我國提出了“公共植保、綠色植保”的理念，以構建我國新型植物保護體系。這些新的理念的提出受到廣泛重視，特別是我國在有害生物治理方面，主推“公共植保、綠色植保”的理念，所以，根據形勢發展，需要在《普通植物病理學》教學中更新植物病害防治理念。2012年10月25日，我國農業部余欣榮副部長在中國植物保護成立50周年慶祝大會暨全國農作物重大病蟲科學防控高層論壇上發表講話，要求全面樹立“科學植保、公共植保、綠色植保”現代植保理念，進一步推進了有害生物治理的理念的發展。在教學中，結合社會關注的生物安全問題，補充了植物病害管理對生物安全產生的積極或消極作用[6]，啟發學生對相關問題進行思考。
四、教學幻燈片的更新和補充
根據更新的教學內容，筆者對教學幻燈片進行了更新和補充。通過網絡收集和自己拍攝植物病害癥狀和病原數碼圖片，更新和補充了大量病原和病害圖片，使其能更加清晰地反映病害的各種癥狀和病原的形態特征，更好地反映教學內容。對一些研究熱點和研究前沿問題，提供了參考文獻，供學生進行閱讀和更好地了解教學內容。并且，加強了多媒體教學手段利用，制作或收集了一些動畫和視頻，用于反映病原釋放過程、病原侵入過程、病原傳播過程和病害發生過程等。教學過程中，通過播放動畫、視頻等，增強了教學直觀性，更加形象地表達了相關教學內容，并收到較好的教學效果。筆者經過近兩年的努力，制作成了一套形式更加新穎、內容更加豐富、圖像更加清晰的幻燈片。
任課教師應根據學科發展動向和前沿，了解學科最新研究問題和熱點，特別是對于一些理論性或改變過去認識的研究進行了解，及時更新教學內容。然而，每年都有大量的植物病理學方面的文獻發表，同時也有大量與植物病理學有關的文件、規范、法規等，信息量非常多，從中選擇具有重要意義的文獻資料困難很大，要較好地完成《普通植物病理學》教學內容的更新，做好關于植物病理學學科新進展的文獻資料的甄別和篩選尤為重要。由于任課教師有自己的研究方向和重點，很難全面了解整個學科的發展動態。因此，加強多個高校有關任課教師的教學工作交流，對于促進教學將具有重要意義。
與更新教學內容相配合，筆者也進行了教學方法的改革。筆者在教學過程中，綜合利用啟發式、討論式、參與式等多種形式的教學方法，注重傳統知識和科學前沿知識相結合，注重基礎知識和實際應用相結合，充分調動學生的積極性，提高學生的學習興趣，克服由于課堂學生多、學生缺乏興趣造成的教學效果較低的現象[7]。詹剛明等[8]在教學中注意了語言技巧的應用，筆者也注意了同樣的問題，并在教學中加以實施，活躍了課堂氣氛，加深了學生對知識點的印象和認識。同時，筆者對課程考核方式進行了改革，將考核方式改為平時作業、課程論文、期末考試（各占總成績的20%、20%、60%）相結合的考核方式，可在整個教學過程中進行考核和考察學生對知識的掌握情況，避免了學生期末考試臨時突擊、片面追成期末考試成績的弊端。另外，筆者根據更新后的教學內容，設計構建了《普通植物病理學》考試系統，實現了試卷自動生成和計算機輔助閱卷。為加深學生對課堂講授的《普通植物病理學》理論知識的學習，同步開設了《普通植物病理學實驗》課程，使學生通過實驗操作和實際觀察，達到了理論聯系實際、學以致用的目的，取得了良好的教學效果。
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