沈潮

摘要：作為一種新的技術(shù)，通過無人機(jī)的應(yīng)用，使得生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目中的水土保持監(jiān)測工作方式得到了有效的改善，整體的工作效率和精確程度得到了提升。無人機(jī)拍攝的圖片通過分析后可直接了解到生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持的相關(guān)數(shù)據(jù)資料，從而獲得生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目對土地的擾動情況，以明確水土流失和水土保持措施的數(shù)量。因此本文對于生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持監(jiān)測中無人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析有著重要的意義。本文首先對于水土保持情況進(jìn)行分析，同時(shí)對于水土保持監(jiān)測工作進(jìn)行探討，最后對于建設(shè)項(xiàng)目水土保持監(jiān)測中無人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行研究。希望通過本文，能夠?yàn)樯a(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目的水土保持監(jiān)測工作開展提供一些參考和幫助。

關(guān)鍵詞：無人機(jī)技術(shù);生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目;水土保持監(jiān)測

引言：所謂水土保持監(jiān)測，是指通過多種方式和措施來從保護(hù)生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)資源的可持續(xù)性發(fā)展以及保護(hù)水土資源的角度來出發(fā)，對于出現(xiàn)水土流失的數(shù)量、成因、范圍、強(qiáng)度、危害以及防治等各方面指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測的過程。通過利用水土保持監(jiān)測，能夠?qū)λ亮魇е卫淼男ЧM(jìn)行準(zhǔn)確和全面的體現(xiàn)，為后續(xù)的水土流失防治工作提供重要的參考依據(jù)。與此同時(shí)，從國家層面來看，也非常重視對水土流失的治理，并在建設(shè)項(xiàng)目中可能存在的水流流失危害進(jìn)行了防范，在這樣的情況下，水土保持監(jiān)測工作就被更加廣泛的應(yīng)用，對于建設(shè)項(xiàng)目而言，也有了更高的監(jiān)測積極性。隨著項(xiàng)目數(shù)量的增加，水土保持監(jiān)測作業(yè)量也逐步增加，那么相關(guān)的技術(shù)方法也就會變得更加成熟，從而獲得更好的監(jiān)測效果。從目前的情況來看，所應(yīng)用的水土保持監(jiān)測方法，不但面臨著較大的作業(yè)量，同時(shí)也存在著周期長和精度不足的問題，所以已有的水土保持監(jiān)測難以達(dá)到監(jiān)測的要求，不能夠保持結(jié)果的準(zhǔn)確和迅速，更加無法滿足當(dāng)前水土保持監(jiān)測向著智能化和自動化的方向發(fā)展的需求。所以必須在總結(jié)過往工作經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，積極的引入更多的技術(shù)，為項(xiàng)目水土保持監(jiān)測工作提供支持，提升整體的監(jiān)測效果和水平，從而更好的向著自動化監(jiān)測的方向發(fā)展。通過分析近些年來的水土保持監(jiān)測工作情況，能夠看到無人機(jī)技術(shù)在其中發(fā)揮著十分重要的作用，能夠有效的提升水土保持監(jiān)測水平，滿足水土保持監(jiān)測的高精度、自動化、高效率等方面的工作需求。

1.水土保持情況分析

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，無論是交通行業(yè)還是能源礦產(chǎn)等行業(yè)都得到了飛速的發(fā)展，從而對自然環(huán)境形成了一定程度的破壞，一些地區(qū)出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的水土流失情況，甚至發(fā)生了較為嚴(yán)重的自然環(huán)境破壞情況，利用水土保持監(jiān)測技術(shù)來得到的信息，能夠?yàn)轫?xiàng)目建設(shè)的水土保持方案設(shè)計(jì)以及后續(xù)的監(jiān)督管理工作帶來重要的信息支持，讓水土保持監(jiān)管工作具備更強(qiáng)的說服力。從目前的情況來看，我國在進(jìn)行水土保持監(jiān)測的工作中已經(jīng)積累了大量的經(jīng)驗(yàn)，但在實(shí)際的監(jiān)測工作當(dāng)中，仍然存在著數(shù)據(jù)信息不夠完善、獲取數(shù)據(jù)信息的實(shí)效性較低以及監(jiān)測工作的周期較長等問題，因?yàn)檫@些問題的存在，難以達(dá)到快速監(jiān)測和信息化監(jiān)測的發(fā)展要求。而通過實(shí)踐過程能夠發(fā)現(xiàn)，通過無人機(jī)技術(shù)能夠有效的提高水土保持監(jiān)測工作的速度和精度，并降低整體的工作強(qiáng)度，為后續(xù)的水土保持監(jiān)測工作的發(fā)展帶來重要的支持和幫助。

2.水土保持監(jiān)測工作分析

2.1水土保持監(jiān)測內(nèi)容

首先需要對造成生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目地區(qū)的土壤侵蝕有關(guān)的因子進(jìn)行監(jiān)測，具體包括了生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目地區(qū)的植被因子、氣象因子土壤因子以及地貌因子等等，與此同時(shí)也會受到生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目所應(yīng)用的施工方法及施工進(jìn)度的影響，例如生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目的擾動范圍和分布狀況等等。

其次需要對生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目整個(gè)施工過程的水土流失情況進(jìn)行監(jiān)測，例如生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目地區(qū)的土壤侵蝕情況、水土流失量以及對下游和周邊地區(qū)所造成的影響等等。

第三需要對生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目責(zé)任范圍內(nèi)所應(yīng)用的水土保持措施進(jìn)行監(jiān)測，具體包括了生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目區(qū)域的水土保持措施的分布情況和類型等等。

最后需要對生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目區(qū)域的水土流失防治所獲得的成效進(jìn)行監(jiān)測，例如水土穩(wěn)定程度和完好程度以及植被恢復(fù)措施、覆蓋率和生長情況等等，另外也包括了水土保持防治措施。通過了解這些監(jiān)測數(shù)據(jù)，能夠?yàn)樯a(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目的驗(yàn)收工作提供直接的參考依據(jù)，那么具體的指標(biāo)內(nèi)容具體包括了土壤流失控制率、植被恢復(fù)系數(shù)、林草植被覆蓋率、擾動土地治理率等等。

2.2水土保持監(jiān)測方法

根據(jù)水土保持監(jiān)測技術(shù)規(guī)程的要求，在項(xiàng)目水土保持過程中所應(yīng)用的監(jiān)測方法主要包括了調(diào)查監(jiān)測和地面觀測這兩種方法，需要結(jié)合具體的情況以及監(jiān)測的要求來選擇合理的監(jiān)測方法，一般所采用的是定期巡查和調(diào)查的方法，這種監(jiān)測方式的優(yōu)勢在于容易操作且速度較快，無需花費(fèi)過多的成本，比較適合應(yīng)用于絕大部分指標(biāo)的監(jiān)測，具體包括這樣幾方面指標(biāo)：首先是生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目地區(qū)的地貌、植被、氣候、水文和土壤等因子，這些因子會對水土流失造成影響。其次是生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目的填方量、工程取棄土量的分布等等。第三是生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目對水土保持設(shè)施造成損壞的數(shù)量，同時(shí)也包括建設(shè)中有關(guān)的植物種類、覆蓋率和水土保持工程措施的質(zhì)量、運(yùn)行情況和穩(wěn)定性。最后是生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目施工所造成的環(huán)境破壞和水土流失情況。所采用的監(jiān)測方法主要由水土流失量來決定，在地面進(jìn)行觀測設(shè)施的設(shè)置，通過定期的觀測來獲取目標(biāo)的數(shù)據(jù)信息。從目前的情況來看，水土保持監(jiān)測的巡查方法和調(diào)查方法已經(jīng)得到了較為廣泛的應(yīng)用，但這些方法所適合的目標(biāo)區(qū)域較小，雖然操作起來較為簡單，但是所獲得的監(jiān)測精確度卻并不高，在監(jiān)測的過程中容易受到人為的干擾，一旦需要監(jiān)測較大面積的目標(biāo)區(qū)域時(shí)，需要面臨著非常大的作業(yè)量，甚至于一些區(qū)域是監(jiān)測工作者無法到達(dá)的，那么就無法獲取相關(guān)的數(shù)據(jù)。在獲取水土流失量時(shí)，所應(yīng)用的方法包括了樁釘法、沉砂池法等等，但對于布設(shè)的密度和位置直接決定了水土流失監(jiān)測的準(zhǔn)確性，且因?yàn)樯a(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目存在的擾動情況，對監(jiān)測的實(shí)施和精度都帶來了不利的影響。除此之外，如果采用衛(wèi)星監(jiān)測的方法，因?yàn)檐壍老拗齐y以滿足監(jiān)測實(shí)時(shí)性的需求，再加上云層覆蓋等因素的影響，嚴(yán)重影響了衛(wèi)星監(jiān)測的準(zhǔn)確程度。

3.無人機(jī)技術(shù)在生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持監(jiān)測中的應(yīng)用研究

隨著近些年來我國的無人機(jī)技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，已經(jīng)逐步應(yīng)用到了林業(yè)、水利、影視、廣告、氣象和城市規(guī)劃等多個(gè)工作領(lǐng)域當(dāng)中，無人機(jī)可以實(shí)現(xiàn)低空飛行，且無需專門的機(jī)場進(jìn)行起降，不但應(yīng)用起來十分靈活，總體的成本也并不高，能夠非常輕松的獲得目標(biāo)影像。所以采用無人機(jī)更加符合各個(gè)行業(yè)的安全要求，并且能夠獲得非常好的效果，能夠更好的完成分布式任務(wù)，滿足大比例尺的監(jiān)測要求。那么具體來看，無人機(jī)技術(shù)對生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目區(qū)域的水土保持情況進(jìn)行監(jiān)測時(shí)，具體的流程包括以下幾個(gè)方面：

3.1無人機(jī)的選擇

從目前的情況來看，較為適合應(yīng)用在建設(shè)項(xiàng)目水土保持監(jiān)測工作中的無人機(jī)類型主要包括了垂直起降固定翼類型、固定翼類型和多旋翼類型等等。在這當(dāng)中，固定翼類型的無人機(jī)有著飛行穩(wěn)定、規(guī)劃航線技術(shù)較為成熟以及飛行速度快等優(yōu)勢，但對于起降環(huán)境有著較高的要求，需要一段開闊平坦的跑道，而對于生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目而言，想找到這樣一個(gè)跑道是非常困難的，所以這種類型的無人機(jī)應(yīng)用受到的限制。多旋翼無人機(jī)具備了起降方便、控制靈活等優(yōu)勢，但其所具備的電池容量是較為有限的，所以工作范圍較小，不適合應(yīng)用在較大面積項(xiàng)目的水土保持監(jiān)測工作中。垂直起降固定翼無人機(jī)具備了上述兩種無人機(jī)的優(yōu)勢特點(diǎn)，且沒有上述兩種無人機(jī)的缺點(diǎn)，但這種類型的無人機(jī)正處于發(fā)展初始階段，因此體積較大攜帶起來并不方便。

3.2無人機(jī)的作業(yè)條件選擇

水土保持監(jiān)測工作中對于無人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，必須考慮到工作效果受到的時(shí)間因素影響，一般來說無人機(jī)在晴天條件下工作時(shí) 最好選擇在上午十點(diǎn)到下午兩點(diǎn)這個(gè)區(qū)間，如果獲取植物影響可在夏季進(jìn)行，而獲取工程影響則應(yīng)選擇冬天。除了時(shí)間因素之外，也要考慮到場地因素，無人機(jī)進(jìn)行水土保持監(jiān)測工作時(shí)除了要考慮到限飛區(qū)域之外，也要避開信號塔、高壓線以及高層建筑等等，確保無人機(jī)的飛行安全。

3.3無人機(jī)航線規(guī)劃

因?yàn)椴煌纳a(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目有著不同的特點(diǎn)，所以在采用無人機(jī)進(jìn)行水土保持監(jiān)測的過程中，會對點(diǎn)型項(xiàng)目進(jìn)行區(qū)域航拍，而對線型項(xiàng)目進(jìn)行重點(diǎn)位置航拍，例如一些存在較大水土流失隱患的區(qū)域。無人機(jī)在航拍過程中應(yīng)結(jié)合區(qū)域面積來進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐鈹U(kuò)，確保能夠覆蓋整個(gè)區(qū)域。通常情況下航向所超出的作業(yè)范圍應(yīng)該高于一條基線。不同的無人機(jī)所搭載的相機(jī)也各有不同，相機(jī)不同那么成像地面分辨率也會有所不同，在開展監(jiān)測工作前應(yīng)該根據(jù)呈現(xiàn)地面分辨率要求來對無人機(jī)飛行高度進(jìn)行明確，在同一個(gè)范圍內(nèi)，航線的高差應(yīng)該低于三十米，通過后期處理但因?yàn)槭艿降匦斡绊憰斐煞直媛首兓?，所以在無人機(jī)飛行過程中應(yīng)該盡量的保持高度一致，如果航拍的范圍較大會出現(xiàn)地形變化，應(yīng)分區(qū)域進(jìn)行航拍，然后利用軟件進(jìn)行處理。在設(shè)置完高度后，應(yīng)該對重疊度進(jìn)行設(shè)置，無人機(jī)來執(zhí)行水土保持監(jiān)測工作時(shí)，應(yīng)該保持航向的重疊度為百分之六十到百分之六十五，具體可通過軟件來進(jìn)行設(shè)置，或者可以采用手動的方式來進(jìn)行飛行，如果飛行高度較低，應(yīng)減慢飛行速度，確保具備足夠的曝光時(shí)間。為了得到最佳的效果，在飛行過程中要控制好航線彎曲度，避免彎曲度過大而造成漏洞現(xiàn)象，為了更好的獲取地物信息，可采用傾斜攝影的方式來進(jìn)行航拍。最后是控制點(diǎn)位的選擇，具體可以結(jié)合水土保持監(jiān)測作業(yè)的范圍來布置控制點(diǎn)，通常一平方公里內(nèi)應(yīng)該設(shè)置三到五個(gè)控制點(diǎn)，如果控制范圍更大則應(yīng)按照比例來進(jìn)行增加控制點(diǎn)位，并將其布設(shè)在地物上。無人機(jī)在開展監(jiān)測工作的過程中，應(yīng)確保航向以及旁向的沒六張照片包含一個(gè)控制點(diǎn)，如果成像精度沒有較高的要求，也可以不進(jìn)行控制點(diǎn)的布設(shè)。

3.4數(shù)據(jù)處理

完成航拍工作后，通過相應(yīng)的軟件來對照片進(jìn)行處理，生成三維模型，以此為基礎(chǔ)利用人機(jī)交互的方式來獲取項(xiàng)目的進(jìn)度、位置和現(xiàn)狀以及擾動面積，同時(shí)也包括水土保持措施的數(shù)量以及水土流失的具體情況等等。具體包括這樣幾個(gè)方面：首先是面積和位置，通過空間信息提取軟件來獲取項(xiàng)目的位置信息和面積信息等等，通過和批復(fù)文件中所涉及到的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行對比來分析出該生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目是否符合規(guī)定。其次是水土保持措施，通過DOM能夠?qū)?xiàng)目水土保持措施進(jìn)行觀察，并測量其具體的數(shù)量和面積，從而對水土保持措施是否存在水土流失隱患問題進(jìn)行判斷。最后是取棄土量，在取棄土場中可以結(jié)合測量面積和取土深度來對取棄土方量進(jìn)行計(jì)算，在實(shí)際的工作當(dāng)中大量的棄土場為坡地和溝道類型。

結(jié)束語：總而言之，在生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行水土保持的監(jiān)測工作當(dāng)中，通過無人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，為水土保持監(jiān)測信息的獲取帶來了更多新的方式方法，從而對該地區(qū)的水土保持情況進(jìn)行準(zhǔn)確、客觀的體現(xiàn)，進(jìn)一步提升水土保持監(jiān)測的精確程度和工作效率，同時(shí)在面對大面積的監(jiān)測工作時(shí)，通過應(yīng)用無人機(jī)技術(shù)能夠大幅度的減少工作量，為后續(xù)的水土保持監(jiān)測工作帶來重要的信息依據(jù)，對過去水土保持監(jiān)測工作中存在的低效率、低精度問題進(jìn)行了有效的解決。相信隨著我國無人機(jī)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，能夠?yàn)榻ㄔO(shè)項(xiàng)目的水土保持監(jiān)測工作帶來更好的服務(wù)和支持。

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