第一篇：无人机高光谱技术在新农业生产中的应用分析
无人机高光谱技术在新农业生产中的应用分析
无人机高光谱技术以其高效和低成本的优势被广泛应用于粳稻营养监测、病虫害检测等方面，并取得了丰硕的成果。传统的粳稻田间监测方法主要依靠农学专家或有经验的农户进行田间观察，需要大量有经验的专业人员，且诊断结果具有一定的主观性；而卫星光学影像技术在成像过程中易受云、雨、雾等恶劣天气的影响，粳稻监测的关键时期（分蘖期）又往往多云多雨。相比之下，无人机飞行成本低、操作便捷、影像获取速度快、影像分辨率高，依据无人机高光谱数据构建粳稻生长监测模型指导精准施肥、监测粳稻病虫害，能够大幅提高粳稻田间管理效率，为精准农业提供理论依据。
1无人机高光谱数据获取平台
目前业界使用较多的无人机高光谱平台多为x大疆创新公司生产的经纬MxxxPRO六旋翼无人机、x大华技术股份有限公司生产的Xxxx八轴旋翼无人机等。高光谱仪多采用x双利合谱公司的GaiaSky-mini高光谱成像系统、芬兰Rikola高光谱相机等。
2无人机高光谱粳稻氮素反演模型
实时检测和评估水稻的氮素含量对于水稻的田间精准管理具有十分重要的意义，亦是氮肥合理使用的前提。获取无人机高光谱数据后，运用ENVIx.x工具软件对获取的高光谱遥感影像进行感兴趣区（ROI）高光谱数据提取；之后采用S-G平滑等方法对数据进行预处理剔除数据中土壤背景、水体等噪声；接着采用主成分分析（PCA）、连续投影算法（SPA）等方法或构建光谱指数法（VI）对高光谱数据进行降纬；最后利用极限学习机（ELM）、BP神经网路（BPNN）等方法构建模型。近年来，针对无人机高光谱反演粳稻氮素含量模型的应用研究也逐日增多。有学者利用PCA和ELM方法建立了粳稻分蘖期氮素含量反演模型。经验证，该模型准确率达到xx%以上，利用该模型构建了氮肥追施量处方图，指导农用无人机对分蘖期水稻实施精准追肥，在保障水稻产量的前提下使氮肥追施量减少xx.xx%。这表明利用无人机高光谱构建的水稻氮素含量反演模型可作为氮肥处方决策和精准变量作业的基础。
3无人机高光谱粳叶绿素素反演模型
粳稻的叶绿素含量是表征其生长状态的重要性状指标。常用的粳稻叶绿素含量检测方法是分光光度法，然而该方法耗时、费力且有损。构建无人机高光谱粳稻叶绿素反演模型能够无损、快速、大面积反演粳稻叶绿素含量。该项研究一直都是国内外精准农业学者重要的研究方向。无人机高光谱粳稻叶绿素反演模型的构建方法与氮素反演模型的构建方法类似。学者们的工作主要集中在两个方面：建立各光谱指数，利用上述建模方法建立指数与叶绿素含量之间的反演模型；或者先对获取的粳稻高光谱数据的全部波段进行SPA、PCA等方法建模。x农业大学曹英丽等学者研究发现：反演粳稻叶绿素含量的最优的光谱指数为优化的叶绿素吸收率指数（MCARI），基于最优子集选择算法筛选出x个特征光谱指组合用于反演水稻叶片叶绿素的回归模型精度最高，其决定性系数为x.xxx。该方法能够实时快速地了解粳稻长势，为精准农业做参考。
4无人机高光谱粳稻病害监测模型
稻瘟病、纹枯病等粳稻病害都具有传播速度快，防控难度大，对粳稻产量影响极大等特点。据研究统计，因稻瘟病损失的水稻产量能够养活近xxxx万人。随着精准农业的不断推进，对病害防治的时效和准确性提出了更高层次的需求，传统的“以点代面”的病害监测手段难以满足其要求。无人机高光谱技术不仅能够实现更大范围内、更高空间分辨率的病虫害精准监测，而且能够快速地完成田块尺度下目标信息的传递，获得目标地物与周围环境背景的相互关系。但目前利用无人机高光谱技术监测粳稻稻瘟病研究仍处在起步阶段。以稻瘟病为例，有学者指出随着稻瘟病病害等级的提升，水稻反射率整体呈现下降的趋势，水稻植株中各生化指标也会出现变化；光谱指数的组合作为模型输入量建立的预测模型具有极高的精度，能够解释稻瘟病所引起的植株整体生理参数综合变化过程，可为无人机高光谱遥感实现穗颈瘟病定量遥感监测与预警分级提供支持。
第二篇：无人机在海事管理中的应用分析论文
无人机作为一种现代化遥控飞行器，技术逐渐成熟，已经在军事、民用领域广泛应用。由于无人机具有灵活机动、时效性高、成本低、损耗低、风险低、监测能力强以及覆盖面广等特点，非常适合于水上安全监管业务。目前，天津海事局、广东海事局以及长江海事局等先后进行了多项无人机海事应用的课题和空中巡航监测的尝试，国内还先后利用无人机参与海上溢油事故监测。应用实例表明，海事系统配置无人机与巡逻船、VTS, AIS, LRIT等监管系统有效结合，可促进以“全方位覆盖、全天候运行、全过程监控”为特征的安全监管体系建设，全面提升海事依法行政和为公共服务的能力和水平。
一、无人机概念及系统组成无人机(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。具体而言，它是动力驱动，能够通过无线电地面遥控飞行和(或)自主飞行，可重复使用。它与有人机的区别首先是无人驾驶，飞行过程由电子设备控制自动进行，飞机上无需安装任何与飞行员有关的设备，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。
无人机系统主要包括飞机机体、飞控系统、数据链系统、发射回收系统、任务设备等。飞控系统又称为飞行管理与控制系统，相当于无人机系统的“心脏”部分，对无人机的稳定性、数据传输的可靠性、精确度、实时性等都有重要影响，对其飞行性能起决定性的作用。数据链系统可以保证对遥控指令的准确传输，以及无人机接收、发送信息的实时性和可靠性，以保证信息反馈的及时有效性和顺利准确的完成任务。发射回收系统保证无人机顺利升空，以达到安全的高度和速度飞行，并在执行完任务后从天空安全回落到地面。任务设备是无人机执行相应任务时搭载的设备。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备，所以无人机也称为无人机系统。
二、无人机可应用于海事监管的业务领域
无人机可应用于海上巡逻执法、调查取证和应急反应、海上搜寻和救助，海上船舶溢油、排污监视、航标巡检、航道测量等海事监管业务领域。
1海上巡逻执法、调查取证和应急反应
目前海上船舶大型化、快速化趋势已经十分明显，高速船和大型集装箱船舶的航速已超过28 km，但海事系统现有巡逻船大部分不能达到此航速。同时，受巡逻船客观条件的限制，利用巡逻船开展巡航存在视程短、反应慢，难以把握整体态势，对违法船舶无法进行持续有效跟踪，对一些违章行为无法继续取证和处理等问题。而无人飞机高速、高效优势可以有效地弥补执法舰船速度方面的不足。尤其是在调查取证和应急反应方面，通过使用无人飞机，可以保证反应的快速性和调查的及时性，防止肇事船舶逃逸，利用机载的摄像、摄影设备还可记录和保存证据，便于调查处理。
2.海上搜寻与救助
一般海上救助常利用飞机或无人机快速到达现场，并在目标区上空低速飞行进行搜索。可通过机载光制冷红外吊舱对有生目标进行探测，避免了由于人工搜救的不确定性而导致遗漏。光电吊舱的制冷红外传感器可对视野范围内的有生目标和没有温度的物体进行颜色区分，地面站工作人员通过辨识，为救助直升机、舰船指示目标，指挥救助直升机、救助船舶和过往船舶协同实施救助。并且无人机能抗8级大风，能到达许多人员和船只无法抵达的危险区域，可以把高清视频和照片实时传送至监控中心，为有关部门快速处理提供信息保障，利用无人直升机可以大大提高救助成功率。
3.海上船舶溢油、排污监视和应急行动
海洋环境保护是当今海洋国家最关心的主题之一。随着海上石油运输量逐年增加，油船趋向大型化，海上船舶溢油风险也不断增加。统计表明，石油是海洋最大的污染源，每年排入海水中的石油有42%是石油运输过程中造成的。为此，各海洋国家纷纷制定溢油应急计划，国际海事组织也通过了相应的决议。随着中国石油进口量的增加和海洋石油开采力度不断加大，对于海洋溢油的实时监测工作显得尤为重要。海上溢油发生后的最初几小时是防止污染扩散及其危害的最佳时机，利用无人机对重要航线、石油开采重要海域进行实时监测，一旦发生原油泄漏，借助机载的多光谱成像雷达对海面进行巡查，专用多光谱成像雷达更可在夜间进行溢油监测。同时，对于逐渐隐蔽化的夜间排污作业行为，无人直升机搭载多光谱成像雷达能够通过违法排污船只排放物体的温度、色值等信息确定排污行为。
4.航标的巡检
航标是航海保障的主要手段，中国沿海有许多重要的灯塔、灯桩位于孤岛之上，点多、线长、分散，交通不便，补给、维护十分困难。利用无人飞机上的任务设备，实现航标的快速巡检，及时有效地报告航标工作状态情况，避免无目的巡检，可以有效提高航标正常率水平。
5.海区航道测量
利用航空摄影拍摄地面、水面，获取图像信息，经加工、处理和分析以提取被测对象的空间位置和有关信息的方法，已得到广泛应用，特别是全数字摄影测量方法的应用，使无人飞机进行航空摄影也完全能够满足航空测量的要求。
三、无人机在国内外海事中的应用情况
近年来，随着无人机技术的不断进步，无人机的安全性与可靠性逐步提高，加之无人机具有重量轻、尺寸小、费用低、反应快等多项优势，其应用于军事和民用的领域已经越来越广阔，美、日等发达国家将无人机应用于海事监管的力度也在不断加大。
美国是无人机技术最先进的国家，其民用无人机也最为广泛。美国海岸警备队拥有各类飞机超过200架，其中固定翼飞机73架，直升机136架。但由于美国海岸线漫长，其空中巡逻能力仍要继续加强。2001年初，美国海岸警卫队签署了一份采购合同，合同计划采购包括贝尔公司的“鹰眼”和“火力侦察兵”两种机型在内的76架无人机，采购数量首次超越有人机数量(固定翼35架，直升机34架)，目前，“鹰眼”无人机已经列编。另外，美国还使用MQ9“收割者”无人机应对给全球航运线路造成威胁的索马里海盗等。
日本是当今全球最大的无人飞行器使用国之一，其应用主要集中在民用领域。在民用领域内，其无人飞行器广泛应用于农业生产等部门。近年来，为应对与中国的海上纠纷，日本已开始使用无人机进行海上监视，并计划研究新型无人侦察机加强海上警戒监视能力。
代表欧洲最高水平的奥地利S-100无人机，是多功能通用自主型无人机系统，军用和民用领域应用广泛，相继被多个国家采用，目前已在巴基斯坦、西班牙和印度等国家的海事机构服役。
另外，韩国、菲律宾以及欧洲很多国家的海岸警卫队也对无人机的应用提出了不同数量的要求。
四、无人机在中国海事监管中的应用情况
经过怕多年的发展，中国已逐步掌握了无人机制造的关键技术，所投放的产品也比较成熟。随着试验性小范围应用经验的不断积累，无人机在航空摄影、农业作业、电力巡线、森林防火等民用领域已经广泛应用，并且取得了令人瞩目的成绩，但在水上安全监管应用方面相对较少。
交通运输部一直在研究和探索无人机海事应用，已进行多种应用测试，并开展了试点应用。天津海事局、广东海事局、长江海事局等先后进行了多项无人机海事应用的课题和空中巡航监测的尝试。例如，天津海事局租用固定翼无人机对辖区海域进行航空监测的试点工作，成立了无人机监控小组，与无人机技术公司紧密合作，探索无人机空中巡航模式。目前，利用无人机开展空中巡航的频率可达每周1-2次，共设计有3条主要航线，监视范围为天津海事局辖区1.6万平方公里海域，基本覆盖了辖区主航道、锚地以及海上石油平台等重点海域。
五、无人机应用于海事监管需要解决的问题
1做好海事无人机配置的顶层设计框架
目前无人机海事应用的条件已基本成熟，但考虑到无人机属于高科技产品，初步应用于海事系统要慎重，不应盲目全面建设，而应由局部试点转向全面推进，循序渐进;同时，还要从无人直升机起飞重量、任务载荷、巡航速度、巡航时间等无人直升机平台单项技术指标和飞行综合性技术性能等方面，确定海事应用的无人机机型，以满足海事监管需要。
2.制定海事无人机的吊舱设备技术标准
目前，无人机可加装的机载任务设备主要有:机载光电吊舱、机载AIS、机载VHF、合成孔径雷达、3D激光雷达、机载多光谱成像仪、机载VHF、位置识别信号装置、光电EO、报警装置、图像传输设备等。而对于海事监管的具体业务来说，需要从吊舱传感器类型、稳定精度、探测距离、海事目标识别及跟踪以及与无人机匹配联调等方面，制定海事无人机任务载荷的技术标准，以便针对不同海事应用任务类型，选择不同的无人机平台及其适配任务载荷。
3.妥善解决无人机的空域管制问题
目前国内空域的管理还没有放开，无人机与有人机同样面临着空管限制、不能随时起飞的问题。按照无人机相关政策及规定，为保障海事无人机的正常使用，需要向空军航空管制部门和民航空中管制部门进行申请相关手续。借鉴国内农业监测、电力巡线无人机飞行许可获取程序，海事无人机巡航飞行需要完成两方面的工作保证正常飞行，一是向民航局申请特许飞行证;二是针对飞行空域及航线，向所属军区空军航空管制部门报备飞行计划。
4.做好无人机系统人员配置及操控培训
为了满足无人机海事监管的需求，应有相应的操作与维护人员。因此，需进行相关技术知识、设备的工作原理和技术性能、系统结构及配置、安装调试、维护操作、系统配置操作及系统运行数据采集和分析等方面的培训，使受训人能熟练掌握系统软硬件的日常操作管理和维护，并能对一般性故障进行诊断、排除与恢复;能熟练使用所提供的各种工具;能对系统的运行数据进行采集、分析和处理。最终，使受训人员达到独立承担无人机飞行任务和正常维修保养无人机系统的能力。
第三篇：激光诱导击穿光谱仪器(LIBS)在火星土壤分析中的应用
激光诱导击穿光谱仪器（LIBS）在火星土壤分析中的应用
2012年8月6日，火星科学实验室太空探测器如期将“好奇”号探测车成功发送至火星表面，万事俱备，该探测车即将开始它的使命。“好奇”号的主要任务是使用光电技术分析火星土壤和岩石的成分，这一切都要通过车载的仪器来完成。车载光学仪器能够检测探测车周围方圆7米区域内样本的物理特性。
进行光电检测操作的重要仪器是 ChemCam，这是一个激光识别系统，是装载于“好奇”号上的第一批仪器之一，主要用于供电和进行远程传感。海洋光学为ChemCam提供了三套定制的HR2000光谱仪，这些光谱仪经过配置用于为ChemCam分析火星岩石和土壤成分。专家预测ChemCam将于2012年8月10日左右开始进行校准，并于8月17日和18日进行火星表面的首批分析。
"ChemCam的主要任务是寻找轻质的化学元素，例如碳、氮和氧，这些元素都是维持生命所必需的”。ChemCam团队的首席研究员Roger Wiens说，“该系统可以对火星表面冰冻水以及其他资源进行快捷、精准的探测，例如对碳元素的检测”。所以ChemCam就成为“好奇”号完成使命的一个重要组件。”
ChemCam的应用以激光诱导击穿光谱仪器（LIBS）为基础。该仪器的性能已经在极端地球环境中被证实，例如其在核反应堆内部和海底的应用，此次是其第一次用于行星科研。
“好奇”号上搭载的LIBS系统配有14mJ的纳秒脉冲激光器（单次脉冲时间为5ns），聚焦在0.3-0.6mm的检测区域，脉冲速度为3次/秒，所以它的功率可达10 MW/mm2，这些能量足以融化火星土壤和岩石中的元素，使它们的原子变为激发态，此时记录下激发态原子产生的等离子体光谱，通过对这些光谱数据的分析就可以得出火星岩石化学成分的信息。
由于为了达到检测范围内的探测准确，同一个区域预计要进行50-75次独立的脉冲，从而在设计LIBS系统时，对于同一地点激光的重复性要求非常高，这样可以有效除去采样地点表层覆盖的灰尘和风化层。ChemCam的设计适用于在整个任务执行过程捕捉到1400次观测结果。
ChemCam将应用于“好奇”号到达的每一个地点，但是将在探测车着陆的盖尔陨坑展开工作。“这是一个值得令人惊讶的消息，因为盖尔陨坑的山脉出现在完全是沉积材料构成的轨道上，这是一个比美国大峡谷的深度几乎还要高三倍的沉积层组合地貌。” 美国洛斯阿拉莫斯国家实验室(LANL)的博士后研究员Nina Lanza说。
美国洛斯阿拉莫斯国家实验室提供ChemCam光谱仪和数据处理器，并指导整个探索过程。法国空间研究中心（CNES）和法国图卢兹天体物理学实验室（CESR）一起提供ChemCam激光和望远镜，其中激光由法国泰雷兹集团（Thales）制造。.
第四篇：SMES在电力系统中应用的技术经济性分析
SMES在电力系统中应用的技术经济性分析
根据SMES成本分析，结合系统需求，提出SMES在电力系统中应用的经济容量
基于SMES成本分析，考虑SMES在系统中应用的技术优越性，SMES的引入对电网建设及运行成本的降低等因素，建立技术经济分析模型。。
按照这个思路大概整理一下。
第五篇：视频分析技术在公安系统中的应用3
另外一种是通过网络模式采集压缩视频流，将压缩的视频流转换成非压缩格式进行分析，导致要采用具有高运算能力的处理器，如双核、四核服务器等，消耗了大量的资源进行视频格式转换，一般视频分析及视频格式转换各自消耗50%的资源，这也是限制视频分析路数的主要原因。
4.2误报问题
在实际应用中，由于现场环境的复杂性、多变性以及视频监控系统本身图像质量的原因，会产生大量误报信息，如何提高分析的精度、减低误报率，尤其是在人流复杂的环境进行精确分析，这就体现了厂家的实力。
有研发能力的厂家为了提高视频分析的精确度，降低系统误报率，会采集大量的视频信息进行分析，对光照度(逆光、反光、车灯、阴影等)、天气的变化(雨、雾、雪、烟雾等)、环境的变化(树叶、人流、晃动等)等因素进行精确的计算，不断调整参数，并合理运用“过滤”机制减少误报率。
4.3工程商的问题
目前，有很多工程商对视频智能分析技术一知半解，听信厂家的广告宣传，认为视频分析技术无所不能，片面理解视频分析技术，导致在施工过程中存在各种问题，导致系统误报问题不断。
视频分析技术的调试存在“72小时调试法”的说法，就是说每一种分析技术从调试到投入使用，需要根据现场的实际情况，经过72小时试运行及不断的修正、精心调试，逐步降低误报率，提高精度，才可以投入使用。
一个成功的视频智能分析系统，除了厂家要有持续的研发能力提供技术保障外，还要求工程商有丰富的工程经验，透彻理解视频分析技术，精心安装，耐心调试，才可以达到满意的效果。
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