劉卓明

【摘要】對于水土保持監(jiān)測技術，傳統(tǒng)的監(jiān)測方法已經(jīng)在某種程度上與時代脫軌，基于現(xiàn)代水土監(jiān)測技術對時效性、針對性、系統(tǒng)性的要求逐步提高，文章介紹了該技術的使用流程及特點，該技術彌補了傳統(tǒng)監(jiān)測技術精度低、安全性差、區(qū)域局限性等問題，促進了水土保持監(jiān)測體系朝著高效率、低成本、自動化的方向發(fā)展。

【關鍵詞】無人機；遙感技術；水土保持；監(jiān)測

引言

無人機遙感指的是將無人駕駛飛機與遙感技術結合，以無人機為載體，以無線電操控設備，利用傳感器進行圖像信息的獲取，并借助計算機技術對圖像信息加工處理，最終制作成高精度的三維圖像。由于無人機能夠抵達人類無法前往的危險地域，彌補傳統(tǒng)衛(wèi)星遙感的不足，不受時間、空間的限制且機動靈活、分辨率高，目前已成為自動化、智能化、快速獲取資源環(huán)境監(jiān)測信息的主要手段，因此在水土保持領域有很廣泛的應用。

1、無人機遙感技術的特點

無人機遙感技術借助低速無人駕駛飛機，運用先進的航拍技術收集地表數(shù)據(jù)信息，經(jīng)計算機處理形成三維圖形。整體結構集飛行器、遙感技術、計算機技術于一體，在系統(tǒng)優(yōu)化層面表現(xiàn)出顯著的優(yōu)點，其顯著性特點為：（1）精度高

無人機在地表數(shù)據(jù)收集時，一般在50～1000m范圍內飛行，此時的航拍精度為0.1～0.5m。（2）成本低廉，快捷高效。無人機只需提前規(guī)劃飛行路線，憑借自帶攝影和無線傳輸設備，輔以操作人員在外業(yè)控制點的操作控制，即可獲取高精度的航拍數(shù)據(jù)和點云數(shù)據(jù)。無人機還具備自檢功能，如出現(xiàn)故障，則自動返航至起點上空，等待操作人員排除故障。目前，1名操作人員攜帶1臺無人機在12h內，便可精確獲取近300km線狀工程的航空影像，顯著提高了水土保持調查研究的效率。（3）靈活及安全性不需要特定的升降平臺，起升快，操作簡單；對氣候天氣要求較低，能夠在嚴寒、酷暑條件下作業(yè)，即使遇到突發(fā)狀況也不至于造成人員的傷亡。（4）拍攝角度廣泛及分辨率高無人機飛行自如，擁有豎向及斜向的拍攝能力，既能對監(jiān)測區(qū)進行豎直拍攝收集平面原始數(shù)據(jù)，也能對復雜結構進行斜向拍攝收集高精度的細部結構影像數(shù)據(jù)，有效解決了復雜結構相互覆蓋影響的問題。能夠全面詳細地整合全部影像信息，獲得較為完整的監(jiān)測圖。

2、無人機遙感技術在水土保持監(jiān)測中的應用

2.1水土保持動態(tài)監(jiān)測

水土保持動態(tài)監(jiān)測是利用多種方式，對生產(chǎn)項目建設期間的水土流失數(shù)量、水土流失強度及水土流失分布進行動態(tài)監(jiān)測，檢驗項目建設區(qū)水土保持防治措施實施效果。無人機遙感技術，作為“空基”的代表手段，將成為“天地一體化”監(jiān)測系統(tǒng)中的中堅力量。無人機遙感借助其高空間分辨率、高精度、高效率的優(yōu)勢，對項目建設區(qū)和直接影響區(qū)進行拍攝，獲取測定范圍內的地形圖、DEM等數(shù)據(jù)。借助野外作業(yè)與對無人機遙感影像的處理，建立影像解譯標志，進而提取擾動面積、水土流失面積、水土保持設施等信息。目前無人機遙感在國內水土保持領域的應用主要是生產(chǎn)建設項目監(jiān)測。如在新建某鐵路水土保持監(jiān)測中成功應用無人機低空遙感重點監(jiān)測了棄渣場，提取不同施工進度中的擾動面積，水土保持工程量和棄渣量等數(shù)據(jù)。利用無人機獲取的多期影像數(shù)據(jù)，對比項目建設前后各項數(shù)據(jù)，從而掌握監(jiān)測重點區(qū)域取土石料、棄土棄渣的動態(tài)變化，以及臨時措施、工程措施和植物措施等的實施數(shù)量及防治效果，確定防治責任范圍、擾動土地整治率、水土流失總治理度、林草植被恢復率、林草覆蓋率等監(jiān)測指標，實現(xiàn)生產(chǎn)建設項目水土保持情況的動態(tài)監(jiān)測。

2.2水土保持措施與效益監(jiān)測

通過原始數(shù)據(jù)的分析，準確計算工程區(qū)域內為保持水土而栽種的植被面積，評價植被的覆蓋程度。聯(lián)系傳統(tǒng)監(jiān)測方法，運用航拍數(shù)據(jù)，分析該工程水土流失治理率、植被覆蓋率、攔渣率等評價指標。

2.3水土保持設施驗收評估

水土保持設施驗收評估指的是對點型建設項目、線型建設項目的重點評估范圍，可采取無人機遙感抽查防治措施的數(shù)量以及質量、保存情況；確定防治責任范圍以及擾動土地整治率、水土流失總治理度、林草植被恢復率、林草覆蓋率等防治指標。點型建設項目的重點評估范圍有火電廠的貯灰場、水利樞紐的取土場和棄土棄渣場、礦山的矸石山（場）等，對于穿越無人區(qū)、山區(qū)的線性建設項目，無人機能夠快速穿越無人區(qū)、山區(qū)核查水土保持設施實施情況，評估棄土（石、渣）場、取土（石料）場、臨時道路、穿跨越河（溝）道、中長隧道、管理站所等沿線關鍵控制點，實現(xiàn)核查評估結果及時反饋。利用無人機遙感獲取水土保持措施實施后項目區(qū)影像，可以大大縮短驗收時間，避免人為因素的干擾，提高驗收評估的標準與可靠性。

2.4水土保持監(jiān)督執(zhí)法

生產(chǎn)建設項目水土保持監(jiān)督工作涉及方面多、工作量大，因此采用高精度遙感影像調查與現(xiàn)場監(jiān)督檢查相結合的“天地一體化”監(jiān)管形式應運而生，全面對建設項目水土保持防治措施和擾動情況進行監(jiān)督管理，確保擾動合法合規(guī)及水土保持防范措施合理達標。無人機憑借全方位視角、覆蓋范圍廣、時效性強等優(yōu)勢，通過遙感控制迅速獲取項目建設范圍內的影像資料，實現(xiàn)對生產(chǎn)建設項目水土保持狀況全方位、實時、高精度的監(jiān)管。確定實地與影像的解譯標志后，采用人機交互解譯法或面向對象分類法，獲取防治責任范圍圖，進行對比分析。借助無人機遙感，能夠及時對建設項目區(qū)各項水土保持防治措施指標進行監(jiān)督管理，實現(xiàn)準確執(zhí)法、及時執(zhí)法。

結語

隨著信息化的快速發(fā)展，水土保持監(jiān)測技術也不斷前進，一方面要追求高效率，另一方面逐漸向低成本、高精度的方向靠攏。無人機遙感技術作為信息化時代中的新生一員，已成功運用到水利工程領域，有效地拓寬了現(xiàn)有的監(jiān)測方法，提高了經(jīng)濟與社會效益。通過本文研究可知，無人機遙感技術在一定程度上彌補了傳統(tǒng)監(jiān)測技術精度低、安全性差、區(qū)域局限性等問題，促進了水土保持監(jiān)測體系朝著高效率、低成本、自動化的方向發(fā)展。

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