APPLICATION OF UAV AND USV IN JOINT SURVEY OF THE SUBMARINE AND LAND GEOMORPHOLOGY IN DONGLUO ISLAND, HAINAN
-
摘要:
水上无人系统主要包括水面无人艇和无人机，在传统大船和人员难以到达的浅水、岛礁等高风险区域调查中具有重要的替代意义。通过水上无人系统对岛礁地貌进行调查，探讨其调查数据的可靠性和应用实效。2020年9月，广州海洋地质调查局利用C400声学水面无人艇和Phantom 4 RTK摄影无人机在海南东锣岛获取了多波束测深、侧扫声呐和正射影像等数据。结果表明采集的数据能清楚识别海底沙丘、沙纹、沙斑、礁石等岛礁水下地貌以及裸露礁石、植被、房屋、码头、废弃铁船、人工栈道等岛礁陆上地貌。证实无人机摄影在无人艇调查中起到良好的辅助作用，联合调查可实现岛礁陆上和水下地貌数据完整拼接和融合；采集的数据可靠性高，可用性强，在海洋牧场建设、岛礁生态修复以及揭示岛礁地质灾害特征等方面具有重要参考价值。
Abstract:OUS (overwater unmanned system) mainly include USV (unmanned surface vehicle) and UAV (unmanned aerial vehicle), which are of great significance in the investigation of high-risk areas such as shallow water and islands, which are difficult to reach by traditional big vessels and surveyor. The purpose of this paper is to discuss the features, reliability, and effectiveness of OUS in island investigation. C400 acoustic USV and Phantom 4 RTK photographic UAV were used to acquire multi-beam sounding, side-scan sonar, and DOM (digital orthophoto maps) data in the Dongluo Island, Hainan. The results show that the collected data can clearly identify the submarine geomorphology of the island such as submarine dunes, sand ripples, sand pitches, and reefs, as well as the land geomorphology of the island such as bare rocks, vegetation, houses, docks, abandoned iron boats, and artificial plank roads. It is confirmed that UAV orthophoto plays a good auxiliary role in the survey of USV, and the OUS joint survey can realize the complete integration of land and submarine geomorphological data of the island. The collected data have high reliability and good usability, which are of great reference value for marine pasture construction, reef ecological restoration, and revealing features of island geological disasters.
-
-
表 1 调查区微地貌主要特征及其分布位置
Table 1. Main features and distribution of the micro-geomorphology in survey area
地貌类型 微地貌单元 主要特征 分布位置 水下地貌 水下沙丘 脊部浅、两翼深的凸起状，条带状，近SN走向 北部海域 海底沙纹 呈韵律排列的条带状，近SN走向 东部海域 海底沙斑 强背散射，连片或零散分布 西北部海域 海底礁石 正面背散射强，背面背散射弱或无；呈墨绿色或革色 环岛礁广泛分布 陆上地貌 裸露礁石 呈灰白色或灰色，节理发育 主要在岛缘分布 植被 种类多样，茎叶呈Y型、细碎、团状，颜色一致性较好或较差的呈绿色或浅绿色，连片发育 岸线以上茂盛生长 房屋/水池 具有规则的边界、形状和均一的颜色 北部 码头 堤坝、港池等明显，构筑物边界形状规则，颜色均一 北部 人工栈道 条带状延伸，梯级等可见 东部、南部发现多处 建筑材料 淡绿色网布覆盖，条柱状物堆叠 全岛多达34处 废弃铁船 船只龙骨和轮廓明显，褐色锈迹明显 西南部岛缘 废弃码头 残留铁桩呈T型分布 东北部海域 
下载: 导出CSV
-
[1] 张卫东,刘笑成,韩鹏. 水上无人系统研究进展及其面临的挑战[J]. 自动化学报,2020,46(5):847-857.
[2] 黄荣永,余克服,王英辉,等. 珊瑚礁遥感研究进展[J]. 遥感学报,2019,23(6):1091-1112.
[3] WALKER B K,RIEGL B,DODGE R E. Mapping coral reef habitats in southeast Florida using a combined technique approach[J]. Journal of Coastal Research,2008,24(5):1138-1150.
[4] 李勇航,单晨晨,苏明,等. 声学水面无人艇在浅水海底地貌调查中的应用[J]. 海洋地质与第四纪地质,2020,40(6):219-226.
[5] 方中华,褚宏宪,冯京,等. 无人船艇在海洋地质调查中的应用及展望[J]. 海洋地质前沿,2020,36(3):72-77.
[6] 常继强,蒲进菁,庄振业,等. 无人船在海洋调查领域的应用分析[J]. 船舶工程,2019,41(1):6-10+78.
[7] 董超,刘蔚,李雪,等. 无人水面艇海洋调查国内应用进展与展望[J]. 导航与控制,2019,18(1):1-9, 43.
[8] TURNER I L,HARLEY M D,DRUMMOND C D. UAVs for coastal surveying[J]. Coastal Engineering,2016,114:19-24. doi: 10.1016/j.coastaleng.2016.03.011
[9] 高兴国,田梓文,麻德明,等. 无人机LiDAR系统在砂质海岸监测中的应用[J]. 海洋环境科学,2020,39(3):468-472. doi: 10.12111/j.mes20200322
[10] 石硕崇,李杰,唐秋华,等. 低空旋翼无人机载LiDAR系统在海岛测绘中的应用[J]. 海洋湖沼通报,2019(2):162-170.
[11] SPECHT C,LEWICKA O,SPECHT M,et al. Methodology for carrying out measurements of the tombolo geomorphic landform using unmanned aerial and surface vehicles near Sopot pier,Poland[J]. Journal of Marine and Engineering,2020,8(6):384.
[12] 栾天,聂仁奇. 无人机正射影像辅助无人船测深作业方法探讨[J]. 海岸工程,2020,39(2):142-147. doi: 10.3969/j.issn.1002-3682.2020.02.009
[13] 韩孝辉,薛玉龙,何其江,等. 三亚东锣岛沙滩恢复可能性探讨[J]. 海洋开发与管理,2016,33(1):52-56. doi: 10.3969/j.issn.1005-9857.2016.01.008
[14] 汪啸风, 马大铨, 蒋大海, 等. 海南岛地质[M]. 北京: 地质出版社, 1991: 78.
[15] 海南省海洋渔业厅. 海南省海岛资源综合调查研究专业报告集[M]. 北京: 海洋出版社, 1999: 37-38.
[16] 王尚毅,李大鸣. 南海珠江口盆地陆架斜坡及大陆坡海底沙波动态分析[J]. 海洋学报(中文版),1994,16(6):122-132.
[17] 王洛飞. 无人机低空摄影测量在城市测绘保障中的应用前景[J]. 测绘与空间地理信息,2014,37(2):217-219, 222. doi: 10.3969/j.issn.1672-5867.2014.02.067
[18] 曾克峰, 刘超, 程璜鑫. 地貌学及第四纪地质学教程[M]. 武汉: 中国地质大学出版社, 2014: 18-21.
[19] 杨红生. 我国海洋牧场建设回顾与展望[J]. 水产学报,2016,40(7):1133-1140.
[20] 刘崇焕,程前. 浅海海域海洋牧场人工鱼礁区地质调查方法综述[J]. 中国水产,2020,47(4):45-47.
[21] 庄振业,曹立华,刘升发,等. 陆架沙丘(波)活动量级和稳定性标志研究[J]. 中国海洋大学学报,2008,38(6):1001-1007.
[22] 黄奕财. 三亚东锣岛开发与保护浅谈[J]. 科技信息,2011(29):662, 617.
-
图(8)
表(1)
计量
- 文章访问数: 2315
- PDF下载数: 338
- 施引文献: 0