生态与农业 基于无人机影像环保专题图符号信息研究① 黄肇星 朱京海 李永乐’问鼎 （１．沈阳航空航天大学；２．辽宁省环境保护厅；３．辽宁省通用航空研究院辽宁沈阳． ．１１０１３６） 摘 要：目前，成熟的无人机遥赢业务能够为用户提供清晰度高可靠度高、时效性高的信息数据。在很大程度上能够体现比卫星、航空遥感曼 多々§优越性。地图是传输地理环境信息的裁体。为提高地图在环境保护领域的作用，专题图是很好的解决手段地图符号地图的基本内容，它 ．。用形状，大小，色彩不同的图形和文字以及多种组合来表达丰富的含义。专题地图符号是地图直观的语言在制图过程中为表达不同标示物，需 要定制对应的专题地图符号。将专题图与无人机影像数据融合具有高可行性的。无人机的优势在于其弥补了卫星遥感 航空遥感的不足拟以 ，。辽宁省已使用无人机进行环评的嘎目为例，制定基于无人机遥感影像信息分奏体系，建立对应的影像数据库和制图符号期望能为将来的环评 工作提供参考和依据。有利于分类体系的推广应用。 关键词：环境保护 无人机遥赢影像 专题图 地图符号 ，中图分类号：Ｐ２３７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７４—０９８Ｘ（２０１５）０５（ａ）一００９８—０２ 崇等人主要采用三种机型来获取航片，应用 环境与生活的品质有直接的联系，环境 近两年航拍的无人机遥感影像完成东胜区 保护受到越来越多的关注。对于建设项目， 土地利用动态监测。２０ｌ１年１２月辽宁省辽宁 其对于水环境、声环境、生态环境等的影 环境与航空应用工程中心采用无人机遥感 响必须经过评价以确定该项目是否合符法 系统对辽河流域现状航拍和遥感监测，影 １无人机遥感在环境保护中的应用 感影像与专题图联系起来是一个具备实用 价值的课题。当需要对偏远的地区地形图 作为底图供保用，精度低或年代久远是不能 满足的使用的 。多光谱成像仪生成多光谱 图像，提供污染状况信息的专题图。另外， 律、法规的要求。成熟的、完善的无人机遥 像分辨率为０．１ｍ。遥感监测对辽河生态系 无人机遥感系统生成高分辨率遥感影像甚 感技术，在国土监察、气象遥感等领域就用 统现状全面评价。将无人机遥感应用在环 至还可以辨识出该区域内不同植被类型的 广泛。环境保护领域中的应用，取得令人满 保领域辽宁走在了国内的前沿。随之，２０１２ 相互替代情况，这样对区域内的植物生态 意的效果。对提高应急效率等有着极大助 年辽宁环境航空应用工程中心利用通航研 研究也会起到参考作用 】。 力。及时快捷的灾情信息对于及时制定救 究院研制完成的ｓｙ一１型低空无人机遥感系 援策略，提高救援效率和质量起着至关重 要的作用…。２００８年南方出现罕见雨雪冰冻 灾害，在灾情监测勘查、灾情评估、现场救 统，选用高分辨率面阵ＣｃＤ数码相机作为 遥感设备，对辽宁省锦州市第二、三污水处 理厂进行规划环境影像评价，通过遥感目 ２研究对象概况 地理位置上，丹东港位于辽东半岛东 部，鸭绿江入海Ｅｌ西岸，南临黄海，是辽东 灾指挥、受灾面积估算、灾后重建工作无人 视解译以及将无人机遥感影像作为规划底 半岛港Ｅｌ群中距离朝鲜半岛和日本列岛最 机遥感都体现了其优势。２０１０年郎城、杨永 图，为环评工作提供数据支持和依据。将遥 近的港口 。丹东港现有大东港区（海港）和 浪头港区（河港）两个港区，共有生产性泊 位１５个，其中大东港区是我国北方天然不冻 良港，共有万吨级以上泊位ｌ０个，港区内有 油品专业码头ｌ座。港口工程分多期进行。有 部分项目还在处于报批或未开工，对于建 设项目环保管理的手段提出考验。通过无人 机拍摄的高清图片，工作人员在对图片进行 处理后能够清楚明了地得到该建设项目的 信息，为作出决策提供详实、实时的佐证。 ３无人机遥感技术 图１符号形态 表１ 符号要素特征 要素 表达对象 目的功用 无人机遥感技术是无人驾驶飞行器技 术与遥感技术的结合。即自动化、可编程飞 行与遥测、遥控、通讯、ＧＰＳ差分定位的综 合技术。该系统能快速获取土地资源和环 境等的空间遥感信息，可为后期处理遥感影 像数据提供高分辨率的数据。其具有成本 区别于其它事物 区别其它事物 区别数量 区别同类事物 以疏密表达数量关系 逻辑表达 位置 形状 色彩 尺寸 网纹 方向 空间地理分布 质量特征 质量特征 数量特征、内部组成情况 数量特征 时间特征 低、损耗低、高时效性、可灵活使用等诸多 优点。无人机遥感技术是由空中部分、地面 部分组成。其中空中部分由遥感传感器、遥 感空中控制、无人机平台组成；地面部分由 航迹规划、无人机地面控制以及数据接收 显示部分组成。遥感影像覆盖范围广、获取 注记 质量特征、数量特征；要素的等级、层次 对要素说明 表２颜色对应工程建设状态 周期短、相对于卫星与航空遥感受自然条件 ｌ颜色 黄色 粉红 蓝色 橙色 绿色 ｌ建设情况 已建工程 在建工程 拟建工程 敏感点及非港口工程 污染防治措施 限制少，能为环境保护提供高时效、高精度 的数据。相比干普通Ｇ０ＯＧＬＥ地形图，无 人机遥感影像时效性更高、分辨率更高、能 ①基金项目：受中华环境保护基金会格平绿色行动辽宁环境科研教育“１２３Ｉ程”资助。基金编号：ＣＥＰＦ２０Ｉ２－ｌ２３—２—１２。 作者简介：黄肇星（１９８７一），男，湖北人，研究生，从事航空与环境方面应用研究。 ９８ 科技创新导报Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ ！ Ｑ：！！ 生态与农业 表３工程建设分类 Ｓｃｉｅｎｃａ ａｎｄ ＴｅｃｈｎｏＩｏｇｙ １ｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ 合，而不是是明确的逻辑关系。 序 名称 颤 子序 子名称 号 色 号 要素属性 备 注 简单的分类应满足几个原则：科学性原 则、重要性原则、直观性原则。即应遵循环 保专题地图相应规定，备工程属性信息定义 ０１ 已建工 黄 ０１１ Ｉｌ煤炭专用 中心点 中心点 距敏熙点距 嗓青分 ｛鼍域污 恢复 程 色 泊位 经度 纬度 离 贝平均 染平均 程度 明确，能够体现相应环保措施要求，其解潆 数据库、符号表达依据丰｝ｊ父环境保护标准． 具有科学依据。对你信息应选取具有代表 性、最为重要的指标，舍弃影响小的指标， 保证最大程度地反映工程环保信息。提取 的属性应是 现有披术条件 ，能够在无人 机影像上获取的信息，能耐建设项目ｌ＿ｒ程敝 客观、公ＩＩ！的１Ｌ平价。 ０１２ Ｉ６客滚｝白位 中心点 中心点 ２醣受慝点距 曝音分 海域污 恢复 经度 §韦度 离 贝平均 染平均 程度 ０２ 在建工 粉 ０２１ 霉Ｏ泊位 中心点 中心点 距被贬点距 噪音分 ｝Ｉ｜域污 程 红 ｉ圣度 韦度 离 贝平均 染平均 ０２２ ｌ２泊位 中心点 中心点 距敏感点距 噪音分 海域污 经度 纬度 离 贝平均 染平均 ０３ 拟建工 蓝 ０３１ ＃２０９泊位 中心点 中， 点 距敏感点距 程 色 烃度 ｝韦度 疑度 §韦度 离 离 ５港口项目科学分类研究 在数据符号化的过程巾，对符号进行 分类、规范是因不同需求而变。在环保 题 图中针对对像不同，可以通过形状（叮借 ０３２ １１２１０泊位 中心点 中心点 距驻感点距 ０４ 敏感点 橙 ０４１ 色 ０４２ 学校 中心点 中心点 距最近污染 经度 ｝事度 源点距离 医院 中心点 中心点 距最近污染 经度 ｉ车度 源点距离 现有图例、符号设计方法、经验）、颅色不 同，来表达对像的要素。 先，以颜色不 来表达项目Ｌ程的建设情况。这样有刮｛ ０５ 污染舫 绿 ０５１ 大东污水处 中心点 中心点 距敏感点距 噪音分 撵污水 治措施 色 理场 经度 ｉ辘 离 贝平均 质质重 对其进行环境保护管理。（见襄２） 按不同颜色划分项日工程后，可以根 不同工程的环保要求及对附近敏感点的影 响来分类。（见表３） 将现实对像符号化，通过ＧＩＳ来实现。 敏感点均以点符号表达，融合元素要素后 成为数宁化识别、操作对像。通过Ａ ｒｃＭＡＰ 将图片格式制成不同类型，其对像对应点 识别符号。（见表４） 确定制图符号及对应对像关系，定下分 类规则。包含＿ｒ多种槿性的符号是为分类符 号。分组符号利用不同形状、大小、颜色、 案可以表达符号对应对像的多种状念。这 种分类的表示方法能够反映出要素的数量 ０５２ 东淘一区污 中心点 中心点 距敏感点距 ｌ薷音分 撵污水 水处理 经度 ｝韦度 鬻 贝平均 质质量 表４点符号制图符号示例 序 名称 颇色 序号 子名称 要素属性 备注 ０４ 敏感点 磴色 ０４ｌ 学校 ■ 做为敏感点以确定评价指 标、管理建设１ ０４２ 医院 ０４３ 住宅 田 圈 标管理建设ｒ程 做为敏感点以确定砰价指 、标管理建设１做为敏感点以确定评价指 、０４３ 小区 ● 杯管理建设ｌ做为敏感点以确定坪价指 ：张 、或者质量的差异。重要的是对地理信息的 决策作用提供了支持。将符号入库以便于以 后使用。 ０４５ 变电所 ａ 做为敏感点以确定评价指 标管理建设Ｉ 氍 、更准确反映项目周边实际情况。遥感技术已 在建设项目水土保持监测中、环境影响评价 了不错的效果。 义的不足符号本身，而是符号的组合关系。 因此，归根结底，各类关系和结构落实征地 个专题符号的意义达成，核心任务是耍 ６结语 规范的专题图地图符号是专题图能有 效地得到应用基础。其直观性与数字化既 便于认知，也便于统计。统一的图式符 也 使得专题制图数字化、规范化地快速发展， 为环保事业增一分力。 中、环保验收中等Ｉ：作中得到应用，并取得 图上，体现十点、线、面符号之中（见图１） 一处理语义和语法层的关系。争题图中，符号 ４信息科学分类理论研究 Ⅸ建设项目环境保护管理办法 规定 凡从事对环境有影响的建设项目都必须执 行环境影响评价制度和“三同时”制度。所 谓“三同时”是指“建设项目需要配套建设 要素的特性。（见表１） 下原则分类。 专题图中，符号形态的特性如图ｌ。 参考文献 针对符号形态与专题图需求，拟按以 ｎ１雷添杰，李长春，何孝磕．无人机航空运 符号构成元素设计应遵循的基本原则 感系统在灾害应急救援中的应用【Ｊ】．ｒｊ 然灾害学报，２ ０ｌｌ（１）：１７８—８３． ［２】朱京海，徐光，刘家斌．尢人机遥感系统 任环境保护领域中的应用研究【Ｊ１．环境 保护与循环经济，２０Ｉ１（９）：４５—８． ［３】古毅良，李波．丹东港海事发展现状分析 的环境保护设施，必须与主体工程同时设 应该是，最大限度地利用每个符号构成元 计、同时施工、同时投产使用”。同时设计、 素的最佳表达效果，寻求科学的组合模式， 同时施工是“三同时”的基础，同时投产使 能系统、完整、充分地娃示专题要素，并和 用是“三同时”的关键。港口包括生态环境、 声环境、振动环境、电磁环境、地表水环 境、环境空气、固体废物污染等，因目前无 人机遥感载荷能力限制，难以获取环境振 动、声及电磁环境等信息。 地图符号的基本图形要素可称为符号 构成元素。基本因素，是地图上最小的图解 单元。位置、形状、色彩、尺 网纹、方向和 注记构成符号的要素。从结构上看，产生意 制图目的、用途、主题相一致 。大体上分 类可以遵从这叫‘规则：点、线、面，又通过其 规则性与否区分球体、棱锥和棱柱等及曲 线、弧线等，还可以通过方向性箭头来表达 动态变化，并且与静态变化柬表达不同态 势。而通过以语言学来描述，这些就是构成 具有语义的符号。符号构成元素和其所表 示的专题要素特征，有了相对复杂的关系， 基本可以通过模糊理论来对他们进行组 与对策【Ｊ】．丹东海工，２００８（１２）：６—８． 【４】马耀峰．专题地图符号构成元素的研究 （Ｊ】．地理研究，１９９７（３）：２３ ３１． ［５】王宇红．专题地图可｝见化符号自动生成 的研究【Ｄ］．西安：陕西师范大学，２００４． 科技创新导报Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ ９９
