如何用无人机进行环境监测?

赋明通

消费级无人机的普及，让人们对于航拍图像司空见惯。用差不多的航拍手法进行拍摄，到朋友圈里分享差不多的航拍图像，得到差不多的点赞数……是不是该换下思路做点别的呢？钟德夫之前介绍过用 OpenDroneMap 来对航拍图像做点更有「深度」的处理，让大家开拓了一些思路。这次，钟德夫会介绍另一款同样是开源的、名字也接近的地图工具——OpenAerialMap。

协同编辑的地图

说起 OpenAerialMap，就不得不提开源地图界里颇负盛名的 OpenStreetMap（共享街道地图），OpenStreetMap 的创始人的设想是，构建人人可免费试用、人人可参与编辑的网上世界地图，就像网上的维基百科一样。

OpenAerialMap 作为 OpenStreetMap 组织下的独立项目，它也秉持着同样的共同参与，开放编辑的理念，收集了各位网友及机构上传的航拍图像、卫星影像，并以 CC BY 4.0 的授权方式供大家查阅或下载某个地点最近的图像和地图信息，如果我们把世界地图当作一副巨型的「拼图」，那么在 OpenAerialMap 上传的图像便是这个「拼图」的零片，而随着民用无人机和航空拍摄的兴起，这个「拼图」会以更快的速度进行拼合。



在 OpenAerialMap 的网页版上提供了上传的功能按钮，点击后会提示你输入图像的信息，包括图像标题、相机传感器、图像链接等。但在此之前，你还需要向官方申请一个 token，具体方式是到 https://github.com/hotosm/oam-uploader-admin/ 新建一个 issue，按照它上面的选项填写就可以了。



在环境监测上的应用

我们常用的商业公司地图服务（如 Google Map，百度地图），其卫星地图更新的频率并不高，大约每 1~2 年更新一次，这样的更新频率对我们的日常使用影响不大。但有时碰到一些极端场景，如发生洪水、地震等自然灾害时，这些商业地图服务就力不从心了。

在灾后救援中，救援队伍需要根据实时的图像地图信息，对当前极端情况下作出救援决策了，另外，对于负责灾后重建的机构来说，只有掌握了实时的地面信息才能作出最合理的规划。在这些场景下，图像和图像背后的 gps 信息都是必不可少的，而这也是 OpenAerialMap 要做的事情：存储和展示图像及地理信息。



除了上述应用场景，OpenAerialMap 也被广泛用于环境检测、生态保育的科研上。如下图展示的是台湾生态学会在今年 6 月上传到 OpenAerialMap 上的，用 DJI Phantom 4 拍摄并通过建模软件构建而成的筏子溪（截取其中一段，共四段）正射影像图，试图将无人机航拍技术结合到地理信息系统技术上来关注区域的环境变迁。



筏子溪作为台中的「迎宾河」，是当地市民最为亲近的河川，同时也是台中今年的重点景观营造工程，所以在工程规划上一定不能因为一些现代化的基建而破坏原有的生态环境。经过一段时间的对当地环境变迁图像信息的积累与记录，可帮助台湾生态学会定期监测着工程对环境的影响，为判断工程是否存在不当开发和规划后期保育工作提供了直观的证据。

小结

其实 OpenAerialMap 更多的是作为展示与提供下载的平台（有 QGIS 或 ArcGIS 使用经验的用户，可以通过插件下载它上面的图像进行分析），至于如何将图像和地理信息结合，那就是建模软件所要负责的了，比如 OpenDroneMap，因此一个比较完整的环保监测工作流是：

无人机航线规划飞行

设置定时拍摄，收集某个区域的航拍图像

用 OpenDroneMap 生成正射影像图

将正射影像图上传至 OpenAerialMap 进行展示与分享

团队其他成员在 OpenAerialMap 上查看或下载图像并进行专业分析

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