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无人机遥感系统的研究进展与应用前景随着科技的不断发展，无人机技术在农业、环境监测、地质勘探、城市规划等领域得到了广泛的应用。
无人机遥感技术作为无人机应用的一个重要方向，其在资源调查、环境监测、灾害评估等方面的应用日益广泛。
本文将对无人机遥感系统的研究进展和应用前景进行探讨。
一、无人机遥感技术的研究进展1. 硬件技术的发展随着无人机技术的逐步成熟，无人机的载荷能力、续航能力、稳定性等方面得到了很大的提升，使得无人机逐渐成为了遥感数据获取的理想平台。
传感器技术也在不断发展，高分辨率的光学摄像头和雷达传感器使得无人机遥感系统可以获取更加精细的数据。
2. 数据处理技术的进步随着计算机和人工智能技术的不断发展，无人机获取的遥感数据可以通过数据处理技术进行高效处理和分析。
利用图像识别和机器学习算法可以对遥感图像进行自动解译和分类，大大提高了数据分析的效率和准确性。
1. 环境监测与资源调查无人机遥感技术可以对土地利用、植被覆盖、水资源分布等进行监测和调查，为环境保护和资源管理提供数据支持。
特别是在一些人迹罕至的地区或者复杂的地形条件下，无人机可以取代传统的遥感卫星，提供更加高分辨率的遥感数据。
2. 灾害监测与评估在地质灾害、森林火灾等方面，无人机遥感技术可以快速地获取受灾地区的信息，包括损毁情况、人员分布等，为灾害救援提供可靠的数据支持。
基于无人机遥感技术的灾害预警系统也得到了越来越多的关注和应用。
3. 城市规划与建设在城市规划、交通管理等方面，无人机遥感技术可以获取城市的地形、交通状况、建筑物分布等信息，为城市规划和建设提供决策支持。
尤其是在城市更新和建设规划中，无人机遥感技术可以提供准确的数据支持，为城市的可持续发展提供支撑。
4. 农业生产与资源管理在农业领域，无人机遥感技术可以监测农田的土壤墒情、作物生长情况等信息，为精准农业和水资源管理提供支持。
通过无人机遥感技术获取的数据，可以为农业生产提供精细化的管理决策，提高农业生产的效益和可持续性。
无人机遥感技术的工作原理无人机遥感技术是一种基于无人机的航空遥感技术。
它利用无人机高空飞行的特殊性质，搭载各种遥感器材，对地表、植被、水文等进行高精度、高效率的信息获取，从而实现对大面积、复杂地域的实时监测、实时更新等目标。
而无人机遥感技术的工作原理就是通过高空无人机对地表、植被、水文等进行信息获取和处理，从而为地质勘探、气象预测、环境监测、农业管理等提供可靠的基础数据。
一、无人机遥感技术的原理无人机遥感技术是基于遥感技术的一种新型技术，而遥感技术就是利用人造卫星、飞机、无人机等载体，在距离地面一定距离的高度上，通过非接触式感知手段获取地球表面及其状况全部或部分信息的科学技术。
其实现依靠于高分辨率摄像头、激光雷达、多光谱传感器、红外热像仪、全景相机等遥感器材。
而无人机遥感技术的工作原理都可以归纳为四个步骤：第一步：航线规划和飞行控制这是整个无人机遥感技术最基础的工作步骤。
在此过程中，要根据无人机的场地、目标等实际情况，利用计算机软件为无人机进行航路规划，并将航线导入到无人机飞行控制系统中。
在飞行过程中，飞控系统会实时监测无人机的姿态、方位、高度等信息，并根据预设的航线自主飞行。
第二步：数据采集无人机进行航线控制后，接下来要开始进行数据采集。
数据采集是无人机遥感技术的关键环节，要完成数据采集必须依赖于各种遥感器材。
目前，常见的无人机遥感数据采集器材包括高分辨率光学摄像头、多光谱摄像头、激光雷达等。
在数据采集的过程中，需要根据任务的要求完成有关相机、激光雷达等硬件设备的设置和校验，以确保采集到的数据量足够稳定和可靠。
第三步：数据传输和处理在完成数据采集后，无人机遥感技术还需要将采集到的数据进行传输和处理。
一般来说，传输方式可通过数据存储设备（例如SD卡或硬盘）或者遥感地面站进行数据传输。
传输完成后，数据需要进行预处理，处理的过程包括影像切分、去噪、色彩均衡、辐射校正等。
在进行数据处理的同时，还需要观察和判断数据是否存在干扰、异常等问题。
无人机遥感技术1前言由于无人机具有机动快速、使用成本低、维护操作简单等技术特点,因此被作为一种理想的飞行平台广泛应用于军事和民用各个领域。
尤其是进入二十一世纪以后,许多国家将无人机系统的研究、开发、应用置于优先发展的地位,体积小、重量轻、探测精度高的新型传感器的不断问世,也使无人机系统的用途迅速拓展。
“ＵＡＶＲＳⅡ型无人机低空遥感监测系统”于2003年9月通过专家组鉴定。
该系统主要由遥感数据获取系统以及遥感数据后处理系统组成。
其中遥感数据获取系统按结构划分成为无人机机体、动力系统、飞行控制系统、无线电遥测遥控系统、遥感设备及其控制系统、地面监控中心控制系统。
在多次飞行中,无人机遥感数据获取系统成功获取了高分辨率航空遥感影像,实现了航摄面积覆盖。
2系统的技术优势(1)机动快速的响应能力无人机系统运输便利、升空准备时间短、操作简单,可快速到达监测区域,机载高精度遥感设备可以在短时间内快速获取遥感监测结果。
(2)性能优异无人机可按预定飞行航线自主飞行、拍摄,航线控制精度高,飞行姿态平稳。
飞行高度从50m至4000m,高度控制精度10m;速度范围从70km/h至160km/h,均可平稳飞行,适应不同的遥感任务。
(3)操作简单可靠飞行操作自动化、智能化程度高,操作简单,并有故障自动诊断及显示功能,便于掌握和培训;一旦遥控失灵或其他故障,飞机自动返航到起飞点上空,盘旋等待。
若故障解除,则按地面人员控制继续飞行,否则自动开伞回收。
(4)高分辨率遥感影像数据获取能力无人机搭载的高精度数码成像设备,具备面积覆盖、垂直或倾斜成像的技术能力,获取图像的空间分辨率达到分米级,适于1∶1万或更大比例尺遥感应用的需求。
(5)使用成本低无人机系统的运营成本较低,飞行操作员的培训时间短,系统的存放、维护简便,还可免去了调机和停机的费用。
这套系统主要应用领域它以无人驾驶飞行器为飞行平台、以高分辨率数字遥感设备为机载传感器、以获取低空高分辨率遥感数据为应用目标，具有快速、实时对地观测、调查监测能力，因此在土地利用动态监测、矿产资源勘探、地质环境与灾害调查、海洋资源与环境监测、地形图更新等领域都将有广泛应用。
无人机技术在遥感中的应用无人机作为一种应用广泛的飞行器，近年来在各个领域得到了越来越广泛的应用。
其中，无人机技术在遥感中的应用备受青睐。
遥感技术是指利用遥感传感器、信息处理技术和数据传输手段对地球表面及其大气、海洋等自然现象进行研究和监测的技术。
而无人机则成为了遥感技术的重要载体之一。
无人机技术在遥感中的应用可以分为以下几个方面：一、地理测绘无人机在地理测绘中的应用非常广泛。
通过搭载高精度定位系统和摄影测量仪等设备，无人机可以实现高精度地图的制作和地形的测量。
这些地图和测量数据可以广泛应用于城市规划、土地利用规划、自然资源管理等领域。
同时，无人机在地质勘探、水利工程、船舶航行等方面也有广泛应用。
二、环境监测空气质量、水质量、土壤质量等环境问题一直是人们所关注的。
而无人机技术在环境监测中的应用则可以帮助人们更加全面地了解环境状况。
利用专门的设备，无人机可以在空中获取大量的环境监测数据，包括空气、水、土壤等多个方面。
这些数据可以协助政府和科研机构动态监测、预警和控制环境污染，保护环境和人类的健康。
三、农业监测无人机技术在农业监测中的应用已经成为农业技术的重要组成部分。
通过对农田进行空中拍摄，无人机可以为农民提供的大量农业信息，包括土地利用、病虫害监测等。
而利用遥感技术，可以从空间上进行农作物覆盖率、生长情况、水稻成熟度、农田灌溉等、在不触碰作物的情况下量化监测，发现物种样本，同时也可以利用机载扫描仪结合精细化种植帮助农民提高农作物产值。
这样的信息可以帮助农民更科学地种植，提高农作物的产量和质量。
四、资源勘探无人机技术在矿山资源勘探中也有广泛应用。
通过利用机载激光雷达、高分辨率相机、航空磁力仪等设备，无人机可以实现矿山地质的立体化建模和精细化测量。
同时，无人机还可以实现地下矿物探测、油气勘探和煤田安全性监测等多种应用。
这样的应用可以帮助相关行业更好地利用资源、保护地质环境，并为社会可持续发展提供保障。
无人机控制系统的硬件设计与实现方法随着科技的迅速发展，无人机在军事、航拍、农业等领域得到了广泛的应用。
而无人机的控制系统是保障其正常运行和稳定飞行的重要组成部分。
本文将从硬件设计和实现方法两个方面介绍无人机控制系统的要点和注意事项。
一、硬件设计1. 飞控器飞控器是无人机的大脑，负责接收和处理传感器数据，并控制无人机的飞行。
设计飞控器时，应考虑以下几个方面：a. 处理器选择：选择速度快、功耗低的处理器，以满足无人机快速、准确的数据处理需求。
b. 传感器接口：飞控器需要接收来自加速度计、陀螺仪、磁力计等传感器的数据，因此需要设计相应的传感器接口。
c. 通信模块：飞控器需要与地面站或其他设备进行通信，因此应设计有可靠的通信模块，如无线射频模块或蓝牙模块。
d. 快速响应能力：飞控器需要快速响应无人机的操作指令，因此应设计能够在短时间内进行数据处理和计算的硬件架构。
2. 传感器传感器是无人机控制系统的重要组成部分，能够提供关键的飞行数据。
常见的传感器包括加速度计、陀螺仪、磁力计、气压计等。
设计传感器时应注意以下几点：a. 稳定性：传感器的输出应具有良好的稳定性，能够准确反映无人机的飞行状态。
b. 精度：传感器的测量数据需要具备较高的精度，以提供准确的飞行控制参数。
c. 抗干扰能力：无人机在飞行过程中会受到各种外部干扰，因此传感器应具备一定的抗干扰能力，以减少误差。
d. 轻量化设计：传感器要尽可能轻巧小型，以减轻无人机的负载和提高飞行性能。
3. 电源系统电源系统是无人机控制系统的能量来源，好的电源系统能够提供稳定、可靠的电源供应。
设计电源系统时应注意以下几个方面：a. 电池选择：选择适合的电池类型和电压，以满足无人机的功耗需求。
b. 电源管理：设计合理的电源管理电路，以实现正常的充电和放电控制。
c. 电源保护：设计相应的电源保护电路，以防止电池过放、过充、短路等问题。
d. 效率优化：优化电源系统的效率，以延长无人机的飞行时间。
无人机遥感技术1前言由于无人机具有机动快速、使用成本低、维护操作简单等技术特点,因此被作为一种理想的飞行平台广泛应用于军事和民用各个领域。
尤其是进入二十一世纪以后,许多国家将无人机系统的研究、开发、应用置于优先发展的地位,体积小、重量轻、探测精度高的新型传感器的不断问世,也使无人机系统的用途迅速拓展。
“ＵＡＶＲＳⅡ型无人机低空遥感监测系统”于2003年9月通过专家组鉴定。
该系统主要由遥感数据获取系统以及遥感数据后处理系统组成。
其中遥感数据获取系统按结构划分成为无人机机体、动力系统、飞行控制系统、无线电遥测遥控系统、遥感设备及其控制系统、地面监控中心控制系统。
在多次飞行中,无人机遥感数据获取系统成功获取了高分辨率航空遥感影像,实现了航摄面积覆盖。
2系统的技术优势(1)机动快速的响应能力无人机系统运输便利、升空准备时间短、操作简单,可快速到达监测区域,机载高精度遥感设备可以在短时间内快速获取遥感监测结果。
(2)性能优异无人机可按预定飞行航线自主飞行、拍摄,航线控制精度高,飞行姿态平稳。
飞行高度从50m至4000m,高度控制精度10m;速度范围从70km/h至160km/h,均可平稳飞行,适应不同的遥感任务。
(3)操作简单可靠飞行操作自动化、智能化程度高,操作简单,并有故障自动诊断及显示功能,便于掌握和培训;一旦遥控失灵或其他故障,飞机自动返航到起飞点上空,盘旋等待。
若故障解除,则按地面人员控制继续飞行,否则自动开伞回收。
(4)高分辨率遥感影像数据获取能力无人机搭载的高精度数码成像设备,具备面积覆盖、垂直或倾斜成像的技术能力,获取图像的空间分辨率达到分米级,适于1∶1万或更大比例尺遥感应用的需求。
(5)使用成本低无人机系统的运营成本较低,飞行操作员的培训时间短,系统的存放、维护简便,还可免去了调机和停机的费用。
这套系统主要应用领域它以无人驾驶飞行器为飞行平台、以高分辨率数字遥感设备为机载传感器、以获取低空高分辨率遥感数据为应用目标，具有快速、实时对地观测、调查监测能力，因此在土地利用动态监测、矿产资源勘探、地质环境与灾害调查、海洋资源与环境监测、地形图更新等领域都将有广泛应用。
无人机智能飞行控制系统设计与实现章节一：引言（约200字）无人机越来越受到人们的关注，其应用领域广泛，包括军事侦察、灾难救援、物流快递等。
无人机的智能化飞行控制系统是实现其高效、安全、稳定飞行的核心技术。
本文旨在探讨无人机智能飞行控制系统的设计与实现，为无人机的未来发展做出贡献。
章节二：无人机智能飞行控制系统设计（约500字）2.1 系统架构设计无人机智能飞行控制系统主要包括四个方面的模块，分别是传感器模块、惯性测量单元、飞行控制单元和执行器模块。
传感器模块用于实时采集飞行状态信息，包括位置、速度、姿态等，并将这些信息传输给惯性测量单元进行处理。
惯性测量单元主要用于测量飞行器的加速度、角速度等惯性参数。
飞行控制单元负责对采集到的数据进行分析和处理，并输出相应的指令控制执行器模块实现飞机的飞行动作。
2.2 传感器模块设计传感器模块的设计主要包括引进合适的传感器和调整传感器参数等两个方面。
例如，在飞行状态监测上，可以引入GPS全球定位卫星接收机、气压高度测量仪、飞行姿态传感器等实现位置、高度和姿态的同时监测。
将多个传感器的输出信号进行有效整合，利用卡尔曼滤波的方法来对其输出数据进行融合，从而实现数据的准确性和可靠性提升。
2.3 惯性测量单元设计惯性测量单元包括加速度计和陀螺仪两种主要传感器。
通过对这两种传感器输出信号的处理，可以获得机体加速度和角速度数据并进行有效集成。
多使用与噪声抑制的方法，比如通过低通滤波器来抑制高频噪声，达到数据采集的更高精度。
2.4 飞行控制单元设计飞行控制单元是整个飞行控制系统的核心，主要由微处理器和先进算法控制芯片构成，能够处理惯性测量单元的数据并根据其输出指令。
同时根据无人机特性和任务要求，对控制算法算法进行优化处理，例如制作自适应PID控制算法、L1控制等。
2.5 执行器模块设计执行器模块是指通过操纵机翼、螺旋桨等方式来使无人机实现飞行或者机构动作的部分，可以通过舵机等执行器来实现精确的姿态调节、飞机角度调整等。
无人机遥感数据处理和分析技术研究一、引言近年来，随着无人机技术的高速发展，无人机遥感技术不断得到广泛应用。
无人机遥感技术是一种高效、快速、经济、非接触式的遥感手段，具有高精度、高分辨率、高灵敏度等优点，可广泛应用于农业、林业、地质、环境保护、城市规划、水文等领域。
本文将对无人机遥感数据处理和分析技术进行探讨。
二、无人机遥感数据处理技术1. 无人机遥感数据获取无人机遥感数据获取首先需要选择合适的传感器，如光学、红外、多光谱、高光谱等传感器。
在获取数据的过程中，需要注意飞行高度、速度以及姿态的控制，使得获取数据的质量更好。
2. 无人机遥感数据预处理无人机遥感数据常常需要进行预处理，例如图像纠正、增强和噪声去除等。
图像纠正包括几何、辐射定标和大气校正等方面。
几何校正可以将图像和地形进行匹配和对准，辐射定标可以进行辐射量和亮度的校正，大气校正可以去除大气吸收的影响等。
在图像增强和噪声去除方面，通常采用滤波、去斑、去噪、锐化等方法。
3. 无人机遥感数据处理无人机遥感数据处理包括分类和识别、特征提取、建模等。
分类和识别可以进行地物类型的区分和识别，如森林、水域、道路等。
特征提取可以提取出地物的形状、颜色、纹理、分布等特征。
建模可以利用这些特征进行三维模型的建立和变化监测等。
三、无人机遥感数据分析技术1. 无人机遥感数据的应用无人机遥感数据可以应用于地质勘查、精准农业、城市规划、环境监测等领域。
在地质勘查方面，无人机遥感技术可以获取高精度、高分辨率的地形和地貌信息，为资源勘查提供基础数据。
在精准农业方面，可以实现对农田的土壤肥力、植被长势、气象状况等多项指标的监测和预测，以实现精确施肥和养护等。
在城市规划方面，可以利用无人机遥感技术对城市地理信息进行收集和分析，为城市规划提供支持。
在环境监测方面，可以利用无人机遥感技术实现大气污染、土壤污染、水体污染等环境问题的监测和评估。
2. 无人机遥感数据分析方法无人机遥感数据分析方法包括统计分析、机器学习、人工智能等。
无人机的遥感监测数据融合技术研究与实现无人机的遥感监测数据融合技术研究与实现摘要：随着无人机技术的飞速发展，无人机在遥感监测领域的应用越来越广泛，成为了解决实际问题的重要手段。
本文以无人机的遥感监测数据融合技术为研究对象，提出了研究方案、方案实施、数据采集和分析等具体步骤。
通过整理和分析采集到的数据，并在已有研究成果的基础上进行创新和发展，提出了新的观点和方法，为解决实际问题提供有价值的参考。
关键词：无人机；遥感监测；数据融合；研究方案；创新发展1. 研究方案1.1 研究目标本研究旨在通过对无人机的遥感监测数据融合技术进行研究，提升遥感监测数据的准确性和完整性，为解决实际问题提供有价值的参考。
1.2 研究内容1.2.1 调研已有研究成果和应用案例通过对已有相关文献进行梳理和分析，了解当前无人机的遥感监测数据融合技术的研究现状和应用案例，为后续研究提供参考。
1.2.2 确定数据融合技术根据调研结果，确定适用于无人机遥感监测数据融合的合适技术和算法，例如卫星遥感和无人机遥感数据的融合算法、多源数据融合等。
1.2.3 设计数据采集方案根据研究目标，设计无人机的遥感监测数据采集方案，包括飞行路线、传感器选择和安装、数据采集频率等，确保采集到的数据能够满足研究需求。
1.2.4 数据处理和分析对采集到的无人机遥感监测数据进行处理和分析，包括数据预处理、特征提取、数据融合和模型建立等，以获得准确的监测结果。
1.2.5 提出创新观点和方法在已有研究成果的基础上，提出新的观点和方法，解决无人机遥感监测数据融合中存在的问题，并改进已有技术。
2. 方案实施2.1 数据采集工作根据设计好的数据采集方案，组织实施无人机的遥感监测数据采集工作。
在实际操作中，需要注意飞行安全、数据采集时间和传感器参数的设置等。
2.2 数据处理和分析对采集到的数据进行预处理，包括数据清洗、去噪和校正等。
然后，根据预处理后的数据进行特征提取和数据融合，得到综合的监测结果。
无人机遥感技术手册一、引言无人机遥感技术是一种通过无人机搭载的遥感设备获取地球表面信息的先进技术。
本手册将介绍无人机遥感技术的原理、应用及操作指南，旨在帮助读者全面了解和运用这一技术。
二、无人机遥感技术原理1. 无人机遥感设备的组成无人机遥感设备主要包括传感器、导航系统和数据传输装置。
- 传感器：常见的传感器包括光学传感器、热红外传感器和雷达传感器，用于采集地表图像、温度信息和地形数据等。
- 导航系统：无人机需要具备定位和导航功能，通常采用GPS、惯性导航系统等技术进行定位和飞行控制。
- 数据传输装置：将无人机采集到的数据传输回地面设备进行处理和分析。
2. 无人机遥感原理无人机遥感技术借助传感器对地表特征进行感知，通过导航系统实现无人机的航迹控制和数据采集，最终将采集到的数据传输回地面。
通过对数据进行处理和分析，可以获取地表的各种信息，如植被分布、土壤质量等。
三、无人机遥感技术应用1. 农业领域无人机遥感技术可以用于农业监测、病虫害预警、施肥管理等。
通过获取农田的信息，农民可以及时采取措施保护和提高农作物产量。
2. 土地资源管理无人机遥感技术可以用于土地利用规划、土地变化监测等，帮助地方政府和规划部门进行土地资源合理利用和管理。
3. 环境监测无人机遥感技术可以用于污染源的监测、生态环境评估等，为环境保护提供数据支持。
4. 自然灾害监测无人机遥感技术可以用于地震、洪水、山体滑坡等灾害的监测和评估，及时提供灾害信息，帮助救援工作。
四、无人机遥感技术操作指南1. 飞行准备- 检查无人机和传感器的工作状态，确保设备正常运行。
- 确定飞行区域和飞行高度，避免与其他飞行器或障碍物发生碰撞。
- 飞行前进行航迹规划，确保飞机按照预定路径飞行。
2. 数据采集- 根据实际需求选择合适的传感器，并对其进行校准。
- 在飞行过程中，注意保持适当的飞行高度和速度，保证数据的准确性和完整性。
- 飞行结束后，将采集到的数据保存并进行备份，以防数据丢失。
无人机遥感数据传输系统的设计和实现∗秦其明 金 川 陈德智 李 杰北京大学地球与空间科学学院遥感与GIS研究所 北京 100871摘要：无人机遥感数据传输系统是无人机航空遥感系统的重要部分之一。
针对无人机遥感数据传输系统研制目标与关键问题，本文分别给出了三种机上航空遥感数据传输与压缩方案设计，阐述了数据压缩原理与实现方法，研究了嵌入式遥感数据压缩系统开发的关键技术，并简要地讨论了遥感数据接收与解压缩的问题。
目前，研制组已经初步实现无人机遥感数据传输系统，并在飞行实验中实现了航空遥感图像数据的压缩。
关键词：数据传输 数据压缩与解压缩 嵌入式系统 无人机 航空遥感Abstract: Unmanned aerial vehicles remote sensing data transfer system (UAVRSDTS) is a key component of UAV aerial remote sensing system. Data compression is a significant technique in data real-time transfer. This paper presents three aerial remote sensing data transfer and compression schemes towards developing aim and key problems in UAVRSDTS. In this paper, the authors present principle and implementation in data compression, do research on key techniques in embedded remote sensing data compression system development and briefly explain the techniques in remote sensing data receiving and decompression. Now our group has realized UAVRSDTS and completed aerial remote sensing data compression in flying experiment.1. 引言无人机航空遥感系统，是北京大学遥感与GIS研究所、中国科学院遥感所和贵州航空工业集团公司共同合作研发的项目。
该系统由搭载有效载荷的无人机平台、获取地表信息的遥感器、控制飞行与遥感信息获取的控制系统、遥感数据传输与压缩解压缩系统和遥感数据地面接收与处理系统等多个部分所组成。
其中，无人机遥感数据传输与压缩解压缩系统是无人机航空遥感系统中的关键技术之一。
针对无人机遥感数据传输系统研制中存在的主要问题，本研究组对数据传输与压缩解压缩系统设计与实现中的关键问题进行了研究，现将初步研究进展整理如下。
2. 机上数据传输与压缩方案设计无人机遥感数据传输与压缩解压缩系统，作为无人机航空遥感系统的一部分，它涉及到中国科学院遥感所主要负责的多模态遥感器，也涉及到北京大学遥感所其它组研制的遥感控制系统，同时还依赖贵州航空工业集团公司飞行器平台提供的数据实时传输链路的支持。
实现机上航空遥感数据传输与压缩，可供考虑的方案至少有以下几种：1) 多模态遥感器系统通过工控机利用两条数据传输链路同时将遥感数据一份存入硬盘，一份传输给到遥感数据压缩模块板，进行数据压缩，压缩后的数据通过通讯接口与贵航 资助项目：北京大学985项目图3第三种数据传输与压缩方案示意图 Fig.3 The third scheme sketch map of data transfer and compression无人机数据传输设备通讯，实现数据对地传输（见图1）。
该方案需要解决的问题：多模态遥感器系统需要提供两个数据传输接口，一个与机载遥感平台控制板通讯，一个与数据压缩DSP 板通讯，同时还要与机载遥感平台控制板共用贵航机上高速RS422接口下传数据。
2) 多模态遥感器系统通过工控机利用两条数据传输链路同时将遥感数据一份存入硬盘，一份传输给到遥感数据压缩模块板，进行数据压缩，压缩后的数据经过机载遥感平台控制板数据传输线路，由贵航无人机数据传输设备实现数据对地传输（见图2）。
该方案与第一种方案不同之处在于：压缩数据通过机载遥感平台控制板数据通道，统一经贵航机上高速RS422接口下传数据。
3) 多模态遥感器系统通过工控机利用两条数据传输链路同时将遥感数据一份存入硬盘备份，一份通过机载遥感平台控制板I/O 接口送入遥感数据压缩模块板，进行数据压缩，压缩后的数据经过机载遥感平台控制板数据传输线路，由贵航无人机数据传输设备实现数据对地传输（见图3）。
该方案与第一种方案不同之处在于：航空遥感数据直接送入机载遥感平台控制板数据通道， DSP数据压缩板通过接口与机载遥感平台控制板通讯，获取遥感数据、实现数据压缩并将压缩后的数据通过机载遥感平台控制图1 第一种数据传输与压缩方案示意图Fig.1 The first scheme sketch map ofdata transfer and compression 图2第二种数据传输与压缩方案示意图 Fig.2 The second scheme sketch map of data transfer and compression板数据通道，经贵航机上高速RS422接口下传数据。
比较并分析了软硬件支持状况，以及实现数据传输与压缩的方便性，我们采用了第三种数据传输与压缩方案。
根据第三种数据传输与压缩方案设计思路，研制组提出了机上遥感数据传输与压缩方案：无人机搭载的多模态CCD相机对地成象，将获取的遥感图像以数字形式记录存储，机载遥感平台控制板通过I/O设备读取遥感数据，数据通讯程序将遥感平台控制板上获取的BMP 格式的遥感图像的头文件信息和BMP遥感数据写到DSP模块板的指定内存中，DSP数据压缩模块板将获取的BMP图像数据压缩成JPEG图像数据，将生成的JPEG图像数据写到指定的内存空间。
然后数据通讯程序从DSP模块板的指定内存中获取压缩后的JPEG图像数据，送到无人机数据传输链路。
遥感平台控制板与DSP模块板数据传输通过PC104+接口进行通讯。
考虑到遥感图像数据量大，系统采取了DMA数据通讯方式。
这种方式消耗系统资源比较多，但数据通讯速度比普通的接口通讯方式速度快得多，能够适应航空遥感大数据传输的要求。
3. 航空遥感数据压缩原理与实现由于航空相机每次获取的航空影像尺寸为4096x4096像素，而DSP模块板由于内存容量有限，需要在影像压缩前先进行自适应分块处理。
在实验中影像分块尺寸为512x512像素，每个影像块作为独立的影像进行压缩处理。
航空遥感图像采用JPEG图像压缩算法进行压缩。
JPEG图像压缩算法是一种高压缩比的有损压缩算法.其图像压缩过程主要包括三个基本步骤：1) 通过离散余弦变换（DCT）去除数据冗余。
DCT是影像压缩的重要步骤，它通过正交变换将图像由空间域转换为频率域。
DCT变换本身并不对影像进行压缩，对于NxN维的数据，经变换以后仍然得到NxN的数据，但变换消除了NxN维数据之间的冗余性，使得用较少的数据就能够基本还原这NxN维的数据。
DCT变换是压缩过程中量化和编码的基础。
2) 使用量化表对DCT系数进行量化，量化表是根据人类视觉系统和压缩图像类型的特点进行优化的量化系数矩阵。
量化的作用在于降低整数的精度，减少了整数存储所需的位数。
这个步骤除掉了一些高频分量，损失了高频分量上的细节。
由于人眼对高空间频率远没有低频敏感，所以处理后的视觉损失很小。
量化的另一个原因是所有的影像上的点与点之间会有一个色彩或者灰度级上过渡的过程，大量的影像信息被包含在低空间频率中，经过量化处理后，在高空间频率段，将出现大量连续的零，这样有利于以后的编码减小数据量。
量化效果好坏，直接影响到压缩后影像的信噪比和影像恢复的效果。
3) 对量化后的DCT系数进行编码使其熵达到最小。
遥感图像数据经过DCT和量化之后，在高频率段会出现大量连续的零，采用Huffman可变字长编码，可使冗余量达到最小。
动态Huffman编码则是在编码过程中形成编码树。
采用动态Huffman编码方式，虽然消耗一定的编码和解码时间，但换取数据高压缩比。
根据上述JPEG数据压缩原理，在CCS环境中开发实现了图像压缩程序。
CCS支持标准C 和C++，运行在PC机上。
鉴于无人机上图像压缩程序运行在DSP数据压缩模块板上，我们利用仿真器将PC机和数据压缩硬件系统板相连（通过JTEG接口），在CCS环境中通过硬件仿真器进行程序的在线调试。
BMP 快视图压缩后的数据 图4 遥感数据地面接收与数据解压缩处理流程示意图 Fig.4 The flow chart of remote sensing data receiving and decompression4. 嵌入式遥感数据压缩系统开发嵌入式系统主要由嵌入式处理器、相关支撑硬件、软件等组成的一种专用的计算机系统。
图像压缩算法在DSP 模块板中的实现构成了嵌入式遥感数据压缩系统。
嵌入式遥感数据压缩系统采用RTD 公司提供的SPM6030型号的DSP 模块板作为数据压缩系统板，所用芯片是TI 公司的6202芯片组，模块板载有16M 内存和2 MB 闪存，通过PCI 总线可访问所有DSP 资源。
模块板配有PC104+总线接口, 通过此接口与机载遥感平台控制板进行数据通讯。
该系统的作用是将机载遥感平台控制板获取的BMP 遥感图像数据，通过固化在SPM6030模块板内的JPEG 图像压缩程序进行压缩，再将压缩后的图像数据回传给机载遥感平台控制板。
该模块板还配有JTEG 硬件调试接口，支持JPEG 图像压缩程序的在线调试。
针对嵌入式遥感数据压缩系统的特点，研究组对系统进行了开发与优化。
开发的内容包括JPEG 图像压缩程序和数据通讯程序代码的编写与调试，其目的是实现遥感图像数据传输与数据压缩。
优化工作主要集中在在软件结构和硬件体系等方面。
软件结构上的优化主要是基于C 语言优化。
主要的优化内容包括编译器，循环操作，数组使用，变量申明，逻辑运算等几个方面。
DSP 模块板在硬件体系上有其自身特点，其DSP 芯片使用的是哈佛体系，数据总线和程序总线相互独立，充分利用其硬件体系上的特性，可以提高压缩程序执行的效率。
硬件体系的优化主要集中在以下方面：使用DMA 进行数据通信和充分利用DSP 板上的缓冲区等。
