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国内首次无人飞机航拍平武王朗 监测保护大熊猫

2011年08月13日09:35四川新闻网-绵阳晚报张玉波 夏克斌我要评论(0)
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王朗国家级自然保护区

王朗国家级自然保护区

(张玉波 记者 夏克斌 文/图)6日至8日,王朗国家级自然保护区内,一架彩色无人驾驶飞机发出响亮的轰鸣,盘旋在广袤的保护区上空。飞机前端携带的摄像机,将这片原始森林的面貌、植物悉数摄入画面内。树木花草,都清晰无比。

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和王朗保护区有着多年合作历史的北京林业大学,为配合第四次全国大熊猫调查,开展此次无人航拍。目的是从空中的角度,为第四次全国大熊猫调查提供相关技术参考,也从空中的角度,监测、了解王朗国家级自然保护区大熊猫栖息地植被等状况。据了解,此次无人飞机在王朗开展航拍,是国内首次将无人驾驶飞机运用于大熊猫保护区进行航拍。

创新 博士后自己研发无人驾驶飞机

32岁的张玉波是北京林业大学博士后,也是此次无人飞机航拍的发起者,更是无人驾驶飞机的研发者。

近年来,张玉波一直在平武和王朗保护区开展大熊猫栖息地保护研究。由于国内的技术原因,一直没有保护区高清分辨率的卫星影像,客观上对大熊猫栖息的保护和研究带来一定的影响。于是,张玉波着手研发无人航拍飞机。虽然能利用多种资源,但仍没有完全成熟的技术可使用。一年半的时间里,张玉波试验了15种之多的机型,终于研发出一款适用于野外航拍的机型。

这款无人驾驶飞机的专业称谓是泡沫塑料大翼展滑翔机,由GPS、自动驾驶仪、数据传输电台、电子调速器、发动机、电池等部分组成。飞机翼展2.5米,长1.2米,重1.8公斤,可拆卸组装。考虑到王朗保护区的自然特征,最终选择了飞机没有起落架,直接用手抛。“飞机用遥控器掌握起降,遥控器的信号传给电脑,飞机上和电脑上有两个电台相连,电脑掌控高度、盘旋的半径等。”张玉波介绍:飞机还具有翼展大、机身轻的特点,机身用特殊的泡沫塑料做成,这就导致机身轻、不易摔坏。摄像机和照相机安放在机头,视野非常开阔。考虑到在自然保护区需要防火,为安全起见选择了用电池。

飞机研发成功后,张玉波在北京进行了多次试验。进行多次试验后,飞机可以在4级风中飞行和降落了。

试飞 拍摄的一草一木清晰无比

“选择在王朗保护区无人航拍,一是因为对王朗地形和气候很熟悉;第二,王朗是全国知名的大熊猫自然保护区,在这里试验有代表性。”第四次全国大熊猫调查试点工作在王朗举行,此次无人航拍也是配合大熊猫试点调查。“这样可以弥补人达不到的地方,具有不可替代的优势。”

3日,张玉波来到王朗,和前期到达这里的同校师弟康东伟汇合。由于接续下了两天雨,6日,天气放晴后他们选择到大窝凼试飞。由于这里是山谷,当天风较大,气流变化较大,飞机飞行了200米左右后架在了40多米高的大树上。第一次试飞失败了。

回到保护区管理站后,张玉波和康东伟进行了分析总结。第二天,他们爬上海拔3000多米高的牧羊场后山,启用了备用飞机。当天共进行了20多次起降,对保护区内的东沟、西沟、南沟等地进行了拍摄。

这次航拍成功了,但也出现了一个小插曲。在一次降落时,飞机撞到了树上。机身出现裂缝,张玉波从背包里取出快干胶和固体胶,很快就将破损的机身粘合好。由于电子设备由专用的泡沫塑料包裹保护,没有丝毫损伤。20分钟后,飞机又上天了。“粘好后,原来受损的地方比最开始还要牢固。”

第三天的试飞地点在牧羊场,另一头的地点是竹根岔和长白沟,海拔高度为1500米,垂直高度500米,半径3公里。由于有了前两次的经验,这次试飞效果更好。

白天飞行,晚上张玉波就和康东伟进行分析总结,分析数据、整理拍摄的影像、制定第二天的样线、检查维护飞机。“通过另一位师弟为我们拍摄的工作画面,可以看出抛出飞机的角度、力度够不够完美,飞机降落的角度好不好,这些分析总结也非常重要。”

张玉波介绍:航拍可以弥补卫星影像的不足,卫星影像能分辨出林地和草地,但航拍能看清树木和草,能得到植被分布、生长等方面的第一手资料,植物在每个季节变化都可以明显看出来。通过航拍发现,王朗保护区的岷江冷杉、紫云杉、方枝柏、红桦、白桦和高山杜鹃等植物生长良好,栖息地环境良好。地震后的小范围滑坡,已得到了良好的恢复。“在航拍的图像上,甚至能看清海拔3000多米的高山站立的人。如果有偷猎者,只要不是在茂密的森林里,都有可能被无人飞机拍摄下来。”

“在国外,美国、澳大利亚等少数国家将无人航拍飞机用于草原上的监测,但在山区复杂地形还很少应用。”张玉波介绍,国外同类的航拍飞机造价在30万元人民币,而他研发的这款机器只需要2万元人民币。“不仅造价便宜,这项技术在国际国内也具有领先水平。”

“对保护区而言,无人航拍可以对保护区植被更全面的了解,可以对植物春夏秋冬的变化进行监测,可以更好的掌控、监测地质灾害,也可以对监测样线的制定给予参考。”王朗自然保护区工作人员介绍:航拍是对地面调查的有力补充,可以提高地面调查的精度。工作人员野外调查植物时,一般只能看到周围10米左右的植物,而无人飞机的视野非常开阔,大大提高了植被调查的精度和效率。“比如某一块地方,工人查可能一天还不行,但飞机只用10分钟就搞定了。”

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[责任编辑:wyRebecca]
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