无人机海洋应用需求分析

1. 需求分析

1) 海岛海岸带航空遥感专项调查

可能存在测绘资质要求

业务

无人机功能任务

任务描述

海岛岛礁

海岛

(面积大于500 m2

海岛位置、类型、面积和分布

岸线位置、类型和长度

土地利用类型、面积和分布

潮间带类型、面积和分布

植被类型、面积和分布

岛礁

(面积小于500 m2

岛礁位置、类型、面积和分布

海岸带

 

海岸线位置、长度和海岸类型

潮间带类型、面积和分布

植被类型、面积和分布

港口位置、类型和分布

海域动态使用

海域现状

已开发的海域面积及分布

在建项目

用海面积、位置和用途等

海岸侵蚀

 

侵蚀岸线长度

侵蚀岸滩面积

海岸滩涂地形

 

滩涂面积和分布

滩涂地形

排污口

 

海岛的排污口和入海径流的位置、类型和分布

海岸带的排污口和入海径流的位置、类型和分布

排污口附近水域水质情况

2) 海域动态管理

应用任务

无人机功能任务

任务描述

日常巡航

岸线变化

监测岸线分布、类型、长度、变化情况。

河口海湾

监测河口海湾海岸带、潮间带形态,类型,面积,变化情况

海岛监测

监测海岛及周边海域的基本属性、地形地貌及岸线变化趋势,海岛类型及潮间带类型,岸线整治修复效果及建设工程进度等。

海洋功能区划实施情况监测

监测围填海规模,养殖区、保护区、保留区面积及大陆自然岸线保有长度等管控目标指标。

海域现状监测

监测管辖海域内已开发、未开发海域分布情况。

区域建设、重点用海监测

针对港口、工业区等围填海项目,监测填海造地的平面布置、岸线占用长度、区域开发和建设进展等。

疑点疑区核查

核查遥感或举报发现的违规用海,监测在建、已建项目中超面积、界址线偏移、私自变更海域用途等情况。

3) 海洋灾害监测

业务

无人机功能任务

任务描述

海洋灾害监测

赤潮(绿潮)监测

监测赤潮发生的地点、范围、漂移路径、发展趋势,为评估赤潮造成的直接经济损失、间接经济损失、海洋生态环境影响及对人类健康的危害提供基础数据支撑。

风暴潮

监测灾后漫滩范围、海岸防护设施、建(构)筑物等受损情况,为评估风暴潮造成的直接经济损失、间接经济损失提供基础数据支撑。

水母暴发监测

监测水母群发生的地点、范围、漂移路径

海冰监测

监测海冰发生地点、冰型、发展和消融变化情况

海啸监测

海啸锋线实时监测、灾后场景航摄

4) 海警执法

业务

无人机功能任务

任务描述

海上执法取证

海上维权

 

海上应急执法

 

盗挖海砂

配合船舶巡航执法,对盗挖海砂行为进行拍摄取证

海上非法倾废

配合船舶巡航执法,对非法倾废行为进行拍摄取证

非法捕捞

监测管辖海域内从事电捕鱼、定置网、禁渔区线内拖网、休渔期偷捕、使用违规网具等非法捕捞行为

非法盗猎

定期巡查

无人岛及海岛自然保护区监管

定期巡查

非法海上旅游监管

定期巡查

三无船取证和监视

定期巡查

5) 海事应用

业务

无人机功能任务

任务描述

日常巡航

定期巡视

在辖区内完成定期的日常巡视,包含港区船舶超航区、禁航区、交通管制区、游艇区等重点区域

夜间巡视

通过不定期的夜间巡视对夜间偷排现象进行遏制

冰区巡航

冰区巡航,检测冰区冻结范围等情况

油田作业监控

配合执法船艇监控油田作业船舶

空中通信中继或应急通信覆盖

由于执法船的船载VHF与岸基的通信距离较短,需要无人机搭载VHF中继设备,配合船艇进行巡航;LTE应急通信覆盖

配合执法船艇进行巡航监视

执法船艇在巡航时速度慢,无法观察视距外不明船只的情况,可以使用舰载起降无人机,用以扩大侦查范围

航海保障

航标定期巡视

对航标进行定期巡航监视,检测航标有无损坏锈蚀、是否被污物遮挡、有无船只挂靠、有无海洋生物寄生等情况

灯塔冰期给养

无人机携带电池、生活物资等,到达灯塔位置,进行准确投送

应急管控

溢油、污染事故监测取证

利用无人机进行溢油及化学品事故应急取证,无人机应能够在规定时间内到达事故现场,将现场情况实施传递给指挥中心

海上危险联合取证

对于海上的危险现场,需要进行船—无人机联合调查取证、定位,无人机起到扩大船艇搜寻范围的作用

搜寻定位、事故调查

通过对无人机自身定位系统以及机载AIS确定事故地点,并将该位置传回到应急搜救中心;并可以对事故现场进行拍摄,将现场情况传回搜救中心,方便工作人员了解现场情况

救援物资投放

可以通过无人机进行食物、小型救生浮具、GPS浮标等的投放

变身浮具

无人机上加装自动充气装置、设置标准的海上救助信号和位置识别信号,必要时可从空中坠入海中变为救生浮具

缆绳传递

利用可以在船艇甲板上稳定起降的无人机,可携带绳索从搜救船甲板飞往事故船并实施投放

2. 相关任务载荷

序号

任务载荷

海上巡航中所发挥的功能与作用

1

机载LTE

应急通信

2

三维激光扫描仪

 

3

高光谱成像仪

 

4

地物波谱仪

 

5

倾斜相机

快速三维成像

6

机载数码相机

拍摄海面情况

7

可见光CCD

拍摄海面、冰区和作业船舶

8

远红外CCD

获取目标的热辐射图像,可用于夜间拍摄

9

多光谱成像仪

功能重点是针对海洋污染、赤潮发现、原油泄漏等重大事件监测

10

合成孔径雷达

远距离、高分辨成像能力;自动目标识别能力

11

机载AIS

将无人机的航行参数等重要数据传回控制中心,实现船、无人机的一体化监管

12

机载VHF

机载VHF通信中继设备,可以有效扩大巡航船艇与地面控制中心之间的通信距离

3. 无人机配置需求分析

无人机类型

配置要求

搭配任务载荷

完成的海事任务

多旋翼微型无人机

任务载荷小于5kg,续航时间不低于50分钟,有效巡航半径20km,能在特定范围进行盘旋拍摄或者悬停拍摄。

可见光CCD等

 

舰载系留微型无人机

任务载荷小于5kg,续航时间不低于8小时,悬停高度100米,自动跟随舰船进行盘旋拍摄或者悬停拍摄。

可见光CCD等

 

舰载起降无人机

任务载荷15kg,续航时间不低于2h,有效巡航半径20km,能在特定范围进行盘旋拍摄或者悬停拍摄。

可见光CCD、远红外CCD、数码相机、VHF中继设备等。

用于油田作业监控任务,以及配合海巡船艇进行巡航监视等任务

小型无人机(指起飞重量小于200kg的无人机

有效载荷不低于20kg;续航时间不低于3h,任务巡航半径不低于100km;低空巡航高度不低于800m,能够达到的相应海况的抗风等级

可见光CCD、远红外CCD、数码相机、机载AIS、二次雷达等。

用于近岸区域(如港区和航道、锚地)的白天巡航、夜间巡航,以及冰区巡航任务

中型无人机(指起飞重量介于200到500kg的无人机

有效载荷不低于50kg,任务半径不低于300km,飞行高度800到1000m,

可见光CCD、远红外CCD、数码相机、机载AIS、二次雷达、多光谱成像仪

用于离岸基较远的海上日常巡航

大型无人机(指起飞重量大于500kg的无人机

任务载荷不低于200kg;巡航速度不低于150km/h,巡航时间不低于10h。能够适应恶劣气候环境

可见光CCD、远红外CCD、数码相机、大型多光谱成像仪、机载雷达、机载AIS、二次雷达等,机载卫星通讯设备等

用于溢油、污染事故监测取证任务,以及应急搜救时,事故地点搜寻、应急取证任务

4. 后续立项相关工作

1)   调研各需求场景,熟悉任务频次,筛选真正需求,设计开展业务场景的优先级;

2)   根据各需求场景,调研各对应任务载荷,了解各载荷性能、价格,估算投入产出比;

3)   根据各需求场景、任务载荷,评估对飞机的需求,评估投入各型飞机的比例和数量;

4)   评估投入的人力和资金;

5)   综合评估商业计划和项目立项。

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