肖力豪，李玉龍，卓越

（1.空軍預(yù)警學(xué)院，湖北 武漢 430019；2.95445 部隊(duì)，云南 大理 671000）

隨著時代的發(fā)展，空中目標(biāo)識別技術(shù)也在不斷應(yīng)用中呈現(xiàn)出了時代賦予的新特點(diǎn)，與人工智能技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)等的結(jié)合，空中目標(biāo)識別技術(shù)也在不斷完善和創(chuàng)新。但要知道，盡管目前空中目標(biāo)識別技術(shù)已經(jīng)逐漸趨于完善，也仍然還有一些尚未解決的問題，例如，在復(fù)雜環(huán)境下空中目標(biāo)識別技術(shù)的準(zhǔn)確度和清晰度不穩(wěn)定、多樣化的目標(biāo)檢測標(biāo)準(zhǔn)制定問題等，阻礙著空中目標(biāo)識別技術(shù)的發(fā)展。要實(shí)現(xiàn)空中目標(biāo)識別技術(shù)的進(jìn)一步完善和更好應(yīng)用，還有很長的路要走。

1 空中目標(biāo)識別技術(shù)要點(diǎn)分析

1.1 空中目標(biāo)識別技術(shù)的概念和應(yīng)用

空中目標(biāo)識別技術(shù)是指將圖像處理技術(shù)、傳感器技術(shù)、機(jī)器學(xué)習(xí)算法等綜合應(yīng)用到無人機(jī)、民用軍用飛機(jī)等航空器上，以實(shí)現(xiàn)對地面目標(biāo)的識別和分類。具體來說，就是航空器通過搭載在其上面的傳感器或攝像頭等智能設(shè)備來捕捉獲取到地面目標(biāo)的影像數(shù)據(jù)，然后在借助各種圖像處理分析技術(shù)實(shí)現(xiàn)對地面目標(biāo)的自動識別和分類等操作。

在實(shí)際空中目標(biāo)識別技術(shù)的應(yīng)用中，空中目標(biāo)識別技術(shù)的實(shí)現(xiàn)要與特定的設(shè)備搭配才能發(fā)揮作用，如高清晰度攝像機(jī)、光學(xué)傳感器、紅外線探測器、激光雷達(dá)等。這些智能設(shè)備可以精準(zhǔn)捕捉到地面目標(biāo)的位置、形狀、大小、紋理等各種相關(guān)信息，并通過通信將捕捉到的圖像信息傳輸?shù)降孛婵刂普具M(jìn)行下一步處理。空中目標(biāo)識別技術(shù)可以借助技術(shù)工具實(shí)現(xiàn)地面目標(biāo)的自動檢測識別，不僅可以減少人為收集數(shù)據(jù)出錯的概率，也可以節(jié)省人力在圖像收集方面的投入，極大地節(jié)省人力物力，目標(biāo)識別的效率極大地得到了提高。此外，空中目標(biāo)識別技術(shù)也可以方便地實(shí)現(xiàn)對具有較遠(yuǎn)觀測距離或較高拍攝高度的目標(biāo)的圖像捕捉，對于一些人力不能達(dá)的特殊環(huán)境，如山區(qū)、海洋等數(shù)據(jù)信息的獲取也有很大的幫助，有效地拓寬了可收集數(shù)據(jù)的范圍。

目前，空中目標(biāo)識別技術(shù)已經(jīng)在多個領(lǐng)域得到了較為廣泛的應(yīng)用。在城市規(guī)劃方面，空中目標(biāo)識別技術(shù)通過攝像頭等搭載設(shè)備，可以較之前更加全面整體地獲取城市內(nèi)部的各種信息，可以準(zhǔn)確地對建筑物、道路、公園等城市內(nèi)部各種元素信息，從而為城市各種特征和屬性的提取也提供了更加便捷的途徑。通過空中目標(biāo)識別技術(shù)獲取到的城市信息可以給城市規(guī)劃者提供城市各個方面的全部信息，幫助城市規(guī)劃人員更好地了解城市的整體全貌以及發(fā)展趨勢和內(nèi)部細(xì)節(jié)，從而制定出更加科學(xué)合理的城市規(guī)劃方案。在城市交通規(guī)劃方面，空中目標(biāo)識別技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對道路、橋梁等狀態(tài)的實(shí)時監(jiān)測和分析，從而根據(jù)獲取的信息及時發(fā)現(xiàn)道路、橋梁等交通信息，發(fā)現(xiàn)交通擁堵和隱患，并根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行流量疏通調(diào)整和優(yōu)化。同時，還可以利用空中圖像數(shù)據(jù)對城市公共交通和道路網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行評估和改進(jìn)，提高城市的交通運(yùn)輸效率。在環(huán)境保護(hù)方面，空中目標(biāo)識別技術(shù)也發(fā)揮了巨大的作用。在水質(zhì)檢測方面，借助遙感技術(shù)和傳感器技術(shù)，空中目標(biāo)識別技術(shù)可以對水體進(jìn)行監(jiān)測，通過監(jiān)測到的水質(zhì)數(shù)據(jù)，可以對水體污染狀況進(jìn)行實(shí)時評估，從而為找出水質(zhì)變化的具體原因提供可靠數(shù)據(jù)支持，從而制定出更加有效的治理方案。同時，利用空中目標(biāo)技術(shù)也可以檢測并分析植被、土壤等環(huán)境要素，獲得空中圖像數(shù)據(jù)，通過對植被環(huán)境圖像數(shù)據(jù)的提取分析獲得植物生長狀況，從而判斷出當(dāng)前環(huán)境質(zhì)量，并為下一步的生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供更加可靠可行的方案。在垃圾處理方面，空中目標(biāo)識別技術(shù)可以通過對城市內(nèi)部的垃圾桶、垃圾站等設(shè)施進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測和分析，幫助城市管理者及時清理垃圾并維護(hù)城市衛(wèi)生環(huán)境。此外，空中目標(biāo)識別技術(shù)還可以在環(huán)境應(yīng)急響應(yīng)中發(fā)揮重要作用，例如，對自然災(zāi)害、環(huán)境污染事件等提供高分辨率的空中圖像數(shù)據(jù)，為應(yīng)急響應(yīng)工作提供支持。

1.2 空中目標(biāo)識別關(guān)鍵技術(shù)

作為空中目標(biāo)識別技術(shù)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，圖像處理技術(shù)主要包括圖像增強(qiáng)、特征提取、邊緣檢測、目標(biāo)分割、形態(tài)學(xué)處理、圖像拼接等技術(shù)，使用圖像處理可以幫助幫助將復(fù)雜的航拍數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可識別的目標(biāo)。使用經(jīng)過圖像處理過后的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以進(jìn)一步提高后續(xù)圖像處理的效率和準(zhǔn)確性。圖像增強(qiáng)是指利用數(shù)學(xué)方法對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，使得圖像更加清晰、明亮、色彩更加鮮艷等。這些方法可以幫助提高圖像的質(zhì)量和清晰度，從而減少誤判率和漏判率。特征提取是指從圖像數(shù)據(jù)中提取出與目標(biāo)相關(guān)的特征信息，如顏色、形狀、紋理等。通過特征提取，可以快速準(zhǔn)確地識別目標(biāo)，從而提高圖片處理效率。目標(biāo)分割是指將圖像數(shù)據(jù)中的目標(biāo)從背景中分離出來，以便對目標(biāo)進(jìn)行進(jìn)一步的處理。常用的目標(biāo)分割方法包括閾值分割、區(qū)域生長算法、邊緣檢測等。通過目標(biāo)分割，可以減少圖像中不相關(guān)的信息對識別結(jié)果的干擾，從而提高識別準(zhǔn)確性。形態(tài)學(xué)處理是指利用數(shù)學(xué)方法對圖像進(jìn)行形態(tài)學(xué)變換，以達(dá)到去除噪聲、保留邊緣、連接斷裂目標(biāo)等效果。這些方法可以幫助進(jìn)一步清洗圖像，提高識別準(zhǔn)確性。圖像拼接是指將多張圖像拼接成一張大圖或者將多個角度的圖像拼接成完整的場景。它可以提供更全面、更準(zhǔn)確的圖像數(shù)據(jù)，幫助用戶更好地理解和分析場景。

傳感器技術(shù)是獲取地面目標(biāo)信息的重要手段，包括紅外傳感器、光學(xué)傳感器、激光雷達(dá)等。這些傳感器能夠捕捉到不同波段的圖像數(shù)據(jù)和其他相關(guān)信息，可以提供大量的地面目標(biāo)特征和屬性。

機(jī)器學(xué)習(xí)算法是實(shí)現(xiàn)自動識別和分類的關(guān)鍵技術(shù)。常用的機(jī)器學(xué)習(xí)算法包括支持向量機(jī)（SVM）、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、深度學(xué)習(xí)等。這些算法可以根據(jù)已有的訓(xùn)練數(shù)據(jù)進(jìn)行模型訓(xùn)練，然后利用訓(xùn)練出來的模型對新的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類和識別。

目標(biāo)跟蹤技術(shù)是指通過對連續(xù)幀的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)運(yùn)動軌跡的跟蹤。這種技術(shù)可以幫助減少誤判率和漏判率，從而提高目標(biāo)識別的準(zhǔn)確性。

遙感技術(shù)是一種獲取地面目標(biāo)信息的重要手段，主要包括航空攝影、衛(wèi)星遙感等。這種技術(shù)可以提供大量的地面目標(biāo)圖像和其他相關(guān)信息，為空中目標(biāo)識別技術(shù)提供了重要的數(shù)據(jù)來源。

空中目標(biāo)識別技術(shù)是一種綜合性的技術(shù)，需要多個領(lǐng)域的知識和技術(shù)相互配合，才能發(fā)揮出最大的效益。未來隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和人類需求的不斷提高，空中目標(biāo)識別技術(shù)也將不斷發(fā)展和完善。

2 空中目標(biāo)識別設(shè)備研究分析

空中目標(biāo)識別設(shè)備是指用于獲取地面目標(biāo)信息的航空設(shè)備，它主要包括航空攝影、遙感衛(wèi)星等。下面將對空中目標(biāo)識別設(shè)備進(jìn)行分析。

航空攝影是一種獲取航拍數(shù)據(jù)的技術(shù)，其采用相機(jī)等設(shè)備從空中對地面進(jìn)行拍攝，以獲取高精度、高分辨率的圖像和其他相關(guān)信息。這種技術(shù)可用于各種類型的場景下，如城市、農(nóng)田、山區(qū)等。同時，航空攝影設(shè)備運(yùn)作靈活，適應(yīng)性強(qiáng)，因此在實(shí)際應(yīng)用中得到了廣泛的應(yīng)用。

遙感衛(wèi)星是一種基于衛(wèi)星平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的技術(shù)，其主要應(yīng)用于大規(guī)模地理信息的獲取和處理。遙感衛(wèi)星可用于獲取廣大地區(qū)的圖像數(shù)據(jù)，通過對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，可以識別出各種類型的地面目標(biāo)，如森林、湖泊、城市等。由于遙感衛(wèi)星能夠遠(yuǎn)距離觀察地球表面，其獲取的數(shù)據(jù)更加全面、連續(xù)、精確，但也存在成本較高和時間周期較長的問題。

無人機(jī)是一種近年來廣泛應(yīng)用于空中目標(biāo)識別領(lǐng)域的設(shè)備。無人機(jī)通過搭載各種傳感器和相機(jī)等設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)對地面目標(biāo)進(jìn)行高效、精準(zhǔn)的識別和分類。相比其他設(shè)備，無人機(jī)的優(yōu)點(diǎn)在于成本低、使用靈活、數(shù)據(jù)獲取速度快等，且能夠輕松應(yīng)對復(fù)雜環(huán)境下的任務(wù)需求。

飛艇是一種較為少見但也有應(yīng)用價值的空中目標(biāo)識別設(shè)備。它與無人機(jī)不同，主要依靠氣囊浮力進(jìn)行懸停，通過搭載傳感器和相機(jī)等設(shè)備對地面目標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理。由于飛艇具有低噪聲、低能耗、穩(wěn)定性高等特點(diǎn)，因此適合在一些對環(huán)境干擾要求較高的場景中使用。

3 空中目標(biāo)識別技術(shù)發(fā)展趨勢和未來展望

作為一種重要的智能化技術(shù)，空中目標(biāo)識別技術(shù)正朝著更加智能自動化的方向發(fā)展?？罩心繕?biāo)識別技術(shù)與深度學(xué)習(xí)的結(jié)合會更加緊密，利用深度學(xué)習(xí)算法，可以更準(zhǔn)確地進(jìn)行目標(biāo)識別和分類，提高識別的精度和效率。且隨著各類傳感器技術(shù)的不斷提升，多傳感器融合技術(shù)將逐漸成為空中目標(biāo)識別技術(shù)的主流。通過多個傳感器數(shù)據(jù)的融合，可以提高對地面目標(biāo)信息的獲取、處理和分析能力，進(jìn)而達(dá)到更準(zhǔn)確、更全面的識別結(jié)果。此外，機(jī)器視覺是一種新興的技術(shù)，在空中目標(biāo)識別領(lǐng)域也具有廣泛的應(yīng)用前景。通過引入人工智能技術(shù)和機(jī)器視覺技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對大規(guī)模數(shù)據(jù)集的高速處理和分析，從而更好地完成空中目標(biāo)識別任務(wù)。再者，云計(jì)算技術(shù)的出現(xiàn)使得海量數(shù)據(jù)的存儲、處理和共享變得更加便捷和高效。在空中目標(biāo)識別領(lǐng)域，云計(jì)算技術(shù)能夠提供更大的數(shù)據(jù)存儲和處理能力，同時也可以通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時數(shù)據(jù)共享和交流。云計(jì)算與空中目標(biāo)識別技術(shù)的有效結(jié)合可以明顯地提高數(shù)據(jù)處理能力。隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，自主決策將越來越成為空中目標(biāo)識別技術(shù)的重要方向。通過引入自主決策技術(shù)，系統(tǒng)可以在遇到復(fù)雜的情境時做出相應(yīng)的反應(yīng)和決策，從而更好地適應(yīng)不同的任務(wù)需求和環(huán)境變化。

4 結(jié)語

計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展為空中目標(biāo)識別技術(shù)的發(fā)展提供了機(jī)遇，作為新興研究領(lǐng)域，空中目標(biāo)識別技術(shù)廣泛應(yīng)用于軍事偵察、安防監(jiān)控以及城市規(guī)劃等領(lǐng)域，為實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)打擊、構(gòu)建智慧城市等做出了較大的貢獻(xiàn)。對空中目標(biāo)識別技術(shù)和系統(tǒng)進(jìn)行更加深入的研究，可以進(jìn)一步完善航空器的自主飛行系統(tǒng)，從而給航空任務(wù)提供更加安全可靠的保障，也為社會發(fā)展和生產(chǎn)做出了更大的貢獻(xiàn)。