無人機(jī)在探查罌粟種植的運(yùn)用范文
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1無人機(jī)的概述
1.1無人機(jī)的簡介
UnmannedAerialVehicle簡稱UVA，中文翻譯作無人駕駛飛行器，也就是俗稱的無人機(jī)。1909年美國制造出第一架無人機(jī)，隨著1916年英國人研制的無線電操控的無人機(jī)的試飛，標(biāo)志著無人機(jī)研究熱潮的伊始。［1］現(xiàn)在我國是無人機(jī)生產(chǎn)的大國。全球無人機(jī)企業(yè)排名前十的有四家在中國。［2］直到上世紀(jì)90年代，無人機(jī)的應(yīng)用主要集中在軍事領(lǐng)域。無人機(jī)曾作為靶機(jī)，模擬敵軍飛行模式和路徑，用于軍事武器的試射和軍事演習(xí)。在越南戰(zhàn)爭(zhēng)、海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中，無人機(jī)技術(shù)也開始“施展拳腳”，大大降低了空軍作戰(zhàn)人員的傷亡。隨著無人機(jī)技術(shù)研究的深入和科技的發(fā)展，從上世紀(jì)90年代開始，無人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用逐漸由軍事領(lǐng)域轉(zhuǎn)向民用領(lǐng)域，被許多行業(yè)接受并廣泛地應(yīng)用。2008年汶川大地震中，無人機(jī)遙感技術(shù)被用于人員搜救，一定程度上提高災(zāi)區(qū)的搜救效率。而今，大型文娛、體育活動(dòng)的記錄、轉(zhuǎn)播，地震災(zāi)區(qū)遇難人員的搜救，影視劇電影制作，動(dòng)物監(jiān)測(cè)等工作，無人機(jī)技術(shù)因自身智能型高、操作簡單、飛行能力強(qiáng)勁等特點(diǎn)而被廣泛地應(yīng)用。
1.2無人機(jī)的工作流程
無人機(jī)系統(tǒng)主要包括機(jī)體平臺(tái)、動(dòng)力系統(tǒng)、飛控導(dǎo)航、通信系統(tǒng)、云臺(tái)、圖傳、地面臺(tái)和載荷幾個(gè)部分。［3］無人機(jī)的工作流程是：根據(jù)飛行任務(wù)的不同，操作員通過地面臺(tái)設(shè)置機(jī)體的飛行航線，機(jī)體到達(dá)相關(guān)區(qū)域以后，由載荷的相機(jī)進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)與圖像的采集。采集到的圖像數(shù)據(jù)則通過無線圖傳系統(tǒng)向操作員回傳，地面的接收器將回傳的數(shù)據(jù)進(jìn)一步解碼，在顯示終端實(shí)時(shí)地呈現(xiàn)采集到的圖像信息。無人機(jī)執(zhí)行任務(wù)與回航時(shí)，飛控導(dǎo)航系統(tǒng)通過無人機(jī)的飛行速度、定位、飛行模式確保無人機(jī)順利繞開障礙物，避免無人機(jī)受損。
2.1無人機(jī)航線規(guī)劃
航線設(shè)計(jì)是要根據(jù)任務(wù)和地形環(huán)境的情況、無人機(jī)的飛行性能、天氣條件等因素，設(shè)置航線規(guī)劃參數(shù)，計(jì)算得到生存能力最強(qiáng)，任務(wù)完成最佳，綜合指標(biāo)最優(yōu)的航線，［4］主要有自由航線規(guī)劃和航攝飛行計(jì)劃2種方式。自由航線規(guī)劃是在目標(biāo)區(qū)域選定航點(diǎn)，從而形成一條閉合的飛行航線。每一個(gè)航點(diǎn)都可以對(duì)其飛行高度、航線夾角、拍攝方式、任務(wù)動(dòng)作根據(jù)相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的設(shè)置，無人機(jī)將會(huì)沿著規(guī)劃好的航線、航點(diǎn)次序升空?qǐng)?zhí)行任務(wù)。當(dāng)前來說，自由航線規(guī)劃在航拍和航測(cè)線狀目標(biāo)應(yīng)用較多。航攝飛行計(jì)劃，也稱掃描航線規(guī)劃，是最常用的航線規(guī)劃方法。航攝飛行計(jì)劃是通過對(duì)機(jī)載相機(jī)進(jìn)行設(shè)置，對(duì)航線規(guī)劃區(qū)域拍攝一系列具有一定航向和旁向重疊度的照片，主要應(yīng)用于航測(cè)面狀目標(biāo)。［5］無人機(jī)探查罌粟種植時(shí)，即可采用航攝飛行計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)無人機(jī)按照規(guī)劃好的航線路徑飛行，并拍攝相關(guān)照片的目的。
2.2無人機(jī)探查方案的制定
探查方案應(yīng)當(dāng)包含以下幾個(gè)方面：一是探查目的，主要是明確探查的非法種植多原植物的種類、探查的時(shí)間和區(qū)域。二是人員的調(diào)度，明確參與人員的各自職責(zé)，制定系列應(yīng)對(duì)措施和人員調(diào)度方案。三是具體參數(shù)設(shè)置，包括飛行航高、飛行速度、拍攝方法等。一方面，制定方案時(shí)將光線、風(fēng)力、風(fēng)速、雨水等自然天氣因素積極納入考量，無人機(jī)廠家面向不同消費(fèi)者生產(chǎn)出具備不同功能的無人機(jī)，探查方案應(yīng)當(dāng)基于不同無人機(jī)的性能做出調(diào)整。現(xiàn)一些能夠?qū)崿F(xiàn)水面漂浮又能防雨水的無人機(jī)已經(jīng)面世，這些無人機(jī)可以給予探查方案更大的操作空間。另一方面操作人員的數(shù)量、知識(shí)水平、操作能力也是制定探查方案的考量因素。
3無人機(jī)探查罌粟種植的可行性分析
罌粟是制造鴉片、嗎啡等的原植物，非法種植罌粟500株或以上即構(gòu)成非法種植原植物罪。根據(jù)中國禁毒網(wǎng)的《2016年中國形勢(shì)報(bào)告》，2016年國內(nèi)發(fā)現(xiàn)鏟除非法種植罌粟共有84畝、116萬株。［6］罌粟的非法種植者為了掩蓋違法犯罪事實(shí)往往選擇人煙稀少的山區(qū)進(jìn)行罌粟種植，公安機(jī)關(guān)單純以人力的形式對(duì)非法種植罌粟進(jìn)行探查不僅效率低下，而且容易出現(xiàn)疏漏。無人機(jī)技術(shù)搭配紅外線成像技術(shù)，不僅可以不受地形限制拓寬探查范圍，偵查員也可以不必翻山越嶺，減少不必要的行徑時(shí)間。與此同時(shí)在有良好的航線規(guī)劃之下，探查工作相較人工探查出現(xiàn)疏漏的幾率更小。
3.1罌粟的識(shí)別
傳統(tǒng)的非法罌粟種植的探查依賴的是人工識(shí)別，即通過偵查人員所掌握的知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)對(duì)疑似罌粟植物在植物形態(tài)上進(jìn)行識(shí)別，種植地點(diǎn)的隱蔽性加之人力資源的缺乏與偵查員之間參差不齊的辨別罌粟的專業(yè)知識(shí)水平，人工探查非法種植罌粟效率一度低下。近年來，隨著遙感技術(shù)的發(fā)展，基于衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的大面積植物檢測(cè)已經(jīng)獲得較為廣泛地應(yīng)用。［7］但是衛(wèi)星遙感技術(shù)并非能完美地對(duì)非法種植的罌粟進(jìn)行識(shí)別，當(dāng)前來看，衛(wèi)星遙感技術(shù)存在著采集到的圖像分辨率過低，噪聲干擾因素較多，圖像采集受云層和其他遮擋物的限制等一系列短板。紅外線識(shí)別技術(shù)是利用地表物對(duì)紅外照射后反射的色光不同，而對(duì)地表物進(jìn)行區(qū)分與識(shí)別。無人機(jī)搭載紅外設(shè)備，一方面紅外設(shè)備很好地提高了識(shí)別罌粟的準(zhǔn)確性，另一方面無人機(jī)技術(shù)提升了探查速度，在同等的時(shí)間下，依靠人力能夠探查的范圍與無人機(jī)搭載紅外設(shè)備所能探查的范圍不可同日而語。
3.2罌粟的航攝觀察
對(duì)于發(fā)現(xiàn)的非法種植的罌粟，可以由相關(guān)人員對(duì)罌粟的生長階段進(jìn)行評(píng)估之后，再根據(jù)罌粟的生長周期制定鏟除方案，避免過早地采取行動(dòng)導(dǎo)致非法種植者的二次種植。無人機(jī)技術(shù)可以全方位、多角度地對(duì)非法種植地進(jìn)行圖像采集，給后期的鏟除方案提供信息支持。通過無人機(jī)的航攝觀察可以大致確定某一區(qū)域非法種植罌粟的區(qū)塊數(shù)量、區(qū)塊各自的面積甚至是罌粟的密度、生長階段。罌粟的鏟除有3種方式，一是用拖拉機(jī)將整一塊非法種植罌粟的土地翻整；二是將收割器具捆綁在小型汽車上，讓小型汽車在非法種植區(qū)域來回穿行；三是利用鐮刀等收割器具人工鏟除。考慮到非法種植區(qū)域往往處于崎嶇的山區(qū)之間，由于體積和路況限制，使用拖拉機(jī)鏟除非法種植罌粟的機(jī)會(huì)較少。公安機(jī)關(guān)可以以無人機(jī)回傳的圖像信息，充分考慮罌粟的生長階段、種植面積、地形特點(diǎn)制定最優(yōu)的鏟除方案，節(jié)約警務(wù)資源提高工作效率。
3.3非法種植罌粟的證據(jù)
固定罌粟植物一般是一株一蒴果，因此對(duì)于無人機(jī)探查罌粟非法種植，根據(jù)航攝觀察所得的圖像中記錄的罌粟蒴果數(shù)量，能夠確定罌粟株數(shù)。罌粟株數(shù)是認(rèn)定非法種植行為是否構(gòu)成刑法第三百五十一條規(guī)定的非法種植原植物罪的要件之一。《中國植物志》中對(duì)罌粟蒴果是這樣描述的：蒴果球形或長圓狀橢圓形，長4～7cm，直徑4～5cm，無毛，成熟時(shí)褐色。
4結(jié)語
無人機(jī)具備優(yōu)良的飛行性能、智能化程度高、操作簡單、執(zhí)行任務(wù)不受地形影響等特點(diǎn)，在探查非法罌粟種植領(lǐng)域有著不可估量的前景。一方面是無人機(jī)可以代替人執(zhí)行任務(wù)，節(jié)省人力物力，［9］緩解我國禁毒警力不足的情況。另一方面，無人機(jī)的品牌、型號(hào)眾多，能夠完成非法罌粟探查任務(wù)的無人機(jī)價(jià)格大概在10000元左右，價(jià)格優(yōu)勢(shì)明顯。現(xiàn)一些無人機(jī)公司開始研究無人機(jī)螺旋葉的降噪處理，這一技術(shù)一旦實(shí)現(xiàn)必將大大加大無人機(jī)的隱蔽化程度，降低被發(fā)現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)用于技術(shù)偵查活動(dòng)。有些地方的公安機(jī)關(guān)已經(jīng)將無人機(jī)應(yīng)用于警務(wù)實(shí)踐，取得比較好的執(zhí)法效果。如2012年北京市公安局在門頭溝啟動(dòng)“鷹目2012空中禁毒”行動(dòng)，北京緝毒總隊(duì)放飛2架無人偵查機(jī)，主要用于查山區(qū)的違法種植。［10］一些省份和地區(qū)的公安機(jī)關(guān)已與相關(guān)的無人機(jī)公司達(dá)成合作協(xié)議，能夠用于犯罪現(xiàn)場(chǎng)勘查、執(zhí)法記錄、人員搜救的警用無人機(jī)很快會(huì)投入實(shí)戰(zhàn)。
作者：楊洋1；李風(fēng)毅2 單位：1.中國刑事警察學(xué)院禁毒學(xué)系，2.中國刑事警察學(xué)院聲像資料檢驗(yàn)技術(shù)系
