高分遙感和無人機(jī)技術(shù)在水土保持監(jiān)管中的應(yīng)用

孫文平 鄧力尹

摘要：為了保證水土保持監(jiān)測工作的質(zhì)量，應(yīng)認(rèn)識(shí)到無人機(jī)遙感技術(shù)的優(yōu)勢，并能結(jié)合無人機(jī)遙感技術(shù)的特點(diǎn)和水土保持監(jiān)測工作的實(shí)際需要，制定科學(xué)的無人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)用方案，促進(jìn)水土保持監(jiān)測工作在監(jiān)測質(zhì)量以及監(jiān)測精度方面的提升。本文就無人機(jī)遙感技術(shù)在現(xiàn)代水土保持監(jiān)測工作中的應(yīng)用進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：遙感；無人機(jī)；水土保持；監(jiān)管

開展水土保持檢測工作時(shí)，需要監(jiān)管的面積較大、并且監(jiān)管內(nèi)容眾多，在以人工方式為的水土保持監(jiān)測中，不僅需要消耗大量的人力，同時(shí)也難以保證檢測數(shù)據(jù)結(jié)果的質(zhì)量。因此在現(xiàn)代水土保持監(jiān)測中啟用了無人機(jī)遙感技術(shù)，推動(dòng)了水土保持監(jiān)測工作的發(fā)展。

1無人機(jī)遙感技術(shù)的特點(diǎn)分析

無人機(jī)是現(xiàn)代飛行器設(shè)計(jì)領(lǐng)域和機(jī)械制造領(lǐng)域合作的結(jié)晶，通過無人機(jī)的使用，能大大的強(qiáng)化相應(yīng)部門在高空檢測方面的能力。而在現(xiàn)代無人機(jī)設(shè)備的發(fā)展中，也在無人機(jī)設(shè)備上搭載了眾多新型設(shè)備，比如遙感檢測、電子信息通訊等類型的設(shè)備，通過這些設(shè)備的運(yùn)用就能進(jìn)一步的推動(dòng)無人機(jī)設(shè)備的發(fā)展，而無人機(jī)遙感技術(shù)則是其中的一個(gè)代表。通過將無人機(jī)遙感技術(shù)運(yùn)用到現(xiàn)代水土保持監(jiān)管工作中，就能利用高精度的攝像設(shè)備對(duì)目標(biāo)地區(qū)進(jìn)行全面的高空檢測，而且在借助計(jì)算機(jī)強(qiáng)大處理能力的條件下，還能對(duì)采集到的信息進(jìn)行高精度處理，以滿足各領(lǐng)域的實(shí)際需要。這種無人機(jī)遙感技術(shù)在實(shí)際的運(yùn)用中有著整體成本偏低、設(shè)備設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡的優(yōu)勢。也由于無人機(jī)遙感技術(shù)的特點(diǎn)，使得這種設(shè)備不僅完成常規(guī)的高空檢測內(nèi)容，同時(shí)還能完成一些危險(xiǎn)地區(qū)或者不適合人員進(jìn)入地區(qū)的高空檢測。這種無人機(jī)遙感技術(shù)的出現(xiàn)滿足了人們對(duì)于高空檢測工作的需要，也彌補(bǔ)了目前衛(wèi)星遙感技術(shù)的不足。

遙感傳感器獲取信息，用計(jì)算機(jī)對(duì)圖像信息進(jìn)行處理，并按照一定精度要求制作成圖像。無人駕駛飛機(jī)為航空遙感提供了操作方便，易于轉(zhuǎn)場的遙感平臺(tái)。可根據(jù)不同的需要選擇不同類型的平臺(tái)。起飛降落受場地限制較小，在操場、公路或其它較開闊的地面均可起降，其穩(wěn)定性、安全性好，轉(zhuǎn)場等非常容易。無人機(jī)系統(tǒng)由于飛行高度低，獲取的遙感影像擁有較高的圖像分辨率。高分辨率航片影像的出現(xiàn)使得在較小空間尺度上觀察地表的細(xì)節(jié)變化、進(jìn)行大比例尺遙感制圖以及監(jiān)測人為活動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響成為現(xiàn)實(shí)。同時(shí)高分辨率航片影像還解決了衛(wèi)星數(shù)據(jù)的拍攝盲區(qū)、編程時(shí)間長、以及在南方地區(qū)由于受天氣影響，云量大，無法獲取數(shù)據(jù)等諸多困難。不但能完成有人駕駛飛機(jī)執(zhí)行的任務(wù)，更適用于有人飛機(jī)不宜執(zhí)行的任務(wù)，目前，無人機(jī)遙感技術(shù)涉及土地利用監(jiān)測、水利、電力、突發(fā)事件調(diào)查等多領(lǐng)域的應(yīng)用。

2水土保持監(jiān)測工作分析

在工業(yè)發(fā)展、城市建筑總面積增加等因素的影響下，各地區(qū)均出現(xiàn)了水土流失的問題，這以問題使得大量的土地失去原有的優(yōu)秀性能，給人們的正常生活以及環(huán)境穩(wěn)定造成了影響，更是制約了社會(huì)的長遠(yuǎn)發(fā)展。為了有效的應(yīng)對(duì)水體流失問題，目前成了專門的水土保持監(jiān)測部門，對(duì)水土流失問題進(jìn)行檢測，避免水土流失嚴(yán)重化，這一部門的工作對(duì)于控制水土流失惡化有突出作用。但在落實(shí)水土保持監(jiān)測工作的時(shí)候，由于檢測設(shè)備以及檢測方法方面的影響，使水土保持監(jiān)測工作的質(zhì)量難以得到保證。

在過去的水土保持監(jiān)測工作當(dāng)中，常采用分區(qū)域調(diào)查的方式對(duì)相應(yīng)地區(qū)的水土流失情況進(jìn)行檢，但這種方式在使用中存在監(jiān)測目標(biāo)區(qū)域偏小、檢測數(shù)據(jù)精度偏低的問題，難以保證水土保持監(jiān)測工作在未來有良好的發(fā)展。尤其是開展較大范圍水土保持監(jiān)測的時(shí)候，需要投入大量的人力，影響了水土保持監(jiān)測的順利開展。而且我國各種土地資源種類豐富、地理?xiàng)l件千差萬別，因此在開展水土保持監(jiān)測的時(shí)候也會(huì)遇到人員難以進(jìn)入環(huán)境，在缺乏了數(shù)據(jù)支撐的情況下，水土保持監(jiān)測工作也難以保證相應(yīng)的質(zhì)量。

另外，現(xiàn)代科技的發(fā)也為水土保持監(jiān)測工作提供了新的思路，比如遙感衛(wèi)星類型的監(jiān)測技術(shù)，這種技術(shù)能擴(kuò)大水土保持監(jiān)測工作的覆蓋范圍，為水土保持監(jiān)測工作提供一定程度上的便利。但遙感衛(wèi)星類型的監(jiān)測技術(shù)在使用的時(shí)候，也會(huì)受到較多因素的影響，比如遙感衛(wèi)星運(yùn)行軌道、測量地區(qū)云層分布情況以及測量地區(qū)是否存在遮蓋問題，這些因素都降低測量工作準(zhǔn)確性以及數(shù)據(jù)結(jié)果的可靠性。

3無人機(jī)遙感技術(shù)在水土保持監(jiān)測中的應(yīng)用

3.1水土流失情況調(diào)查

對(duì)區(qū)域水土流失情況調(diào)查，無人機(jī)遙感可以發(fā)揮重要作用，其宏觀、快速、動(dòng)態(tài)和經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，成為土壤侵蝕調(diào)查的重要信息源。土壤侵蝕過程極其復(fù)雜，受多種自然和人為因素的綜合影響。不同的土壤侵蝕類型影響因子也不同，對(duì)于水蝕來說，參考通用土壤侵蝕方程各因子指標(biāo)，并考慮遙感技術(shù)與常規(guī)方法相結(jié)合。無人機(jī)可以在低空、低速的情況下對(duì)研究區(qū)進(jìn)行拍攝，精確計(jì)算及繪制出各區(qū)的界限。通過設(shè)置的標(biāo)識(shí)，可以提取到各區(qū)域及植物覆蓋范圍和土地的利用情況，再進(jìn)行DEM數(shù)據(jù)分析，得到坡度信息之后，再綜合土壤的侵蝕分類標(biāo)準(zhǔn)、土壤侵蝕方程，得到研究范圍內(nèi)的水土流失狀況、強(qiáng)度及分布情況。這對(duì)于利用GIS系統(tǒng)建立研究范圍內(nèi)水土流失本底數(shù)據(jù)庫，確定土壤侵蝕類型、強(qiáng)度、程度以及地形、植被、管理措施等土壤侵蝕因子的屬性提供了數(shù)據(jù)源。幫助了解區(qū)域水土流失發(fā)展趨勢、發(fā)生特點(diǎn)和現(xiàn)狀等，以便做好區(qū)域水土保持工作規(guī)劃，加快水土流失治理。無人機(jī)在水土保持監(jiān)測領(lǐng)域以較低的成本快速清查較大范圍的水土流失狀況、主要土壤侵蝕影響因子，為利用GIS分析研究范圍內(nèi)的水土流失奠定了基礎(chǔ)。

3.2生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土流失調(diào)查

無人機(jī)遙感技術(shù)的成果可以充分得到應(yīng)用。通過拍攝得到的映像信息，再結(jié)合項(xiàng)目區(qū)域的相關(guān)布置圖，精確計(jì)算及繪制出各個(gè)邊區(qū)的界限。通過設(shè)置的標(biāo)識(shí)，可以提取到各個(gè)項(xiàng)目區(qū)域及劃分單元的植物覆蓋范圍和土地的利用情況，再進(jìn)行DEM數(shù)據(jù)分析，得到坡度信息之后再綜合土壤的侵蝕分類標(biāo)準(zhǔn)，按照這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)土壤的侵蝕度進(jìn)行科學(xué)的劃分。對(duì)于水土保持措施的監(jiān)測，相關(guān)工作人員可以同樣根據(jù)圖像進(jìn)行分析，計(jì)算出項(xiàng)目區(qū)域的工程和植物覆蓋的面積，并設(shè)立地面的解釋標(biāo)識(shí)，對(duì)植被的覆蓋率進(jìn)行分析。對(duì)于水土保持效益的監(jiān)測主要是結(jié)合以前的傳統(tǒng)監(jiān)測手段，分析已經(jīng)做出的監(jiān)測結(jié)果。

最后是利用DEM的成果來更新相關(guān)項(xiàng)目區(qū)域的大比例尺地形圖。使用DEM技術(shù)和影像的成果，再使用相關(guān)的軟件來完成對(duì)項(xiàng)目區(qū)域的三維模型的建立，通過虛擬的漫游技術(shù)和客觀真實(shí)的現(xiàn)象來展現(xiàn)出相關(guān)項(xiàng)目的實(shí)際狀況或者是該項(xiàng)目所在的整個(gè)區(qū)域范圍的實(shí)際狀況，不僅能夠加強(qiáng)觀察者的真實(shí)感還能十分真實(shí)的反應(yīng)該項(xiàng)目的水土現(xiàn)狀以及水土流失和治理的現(xiàn)象，有利于相關(guān)部門直面水土現(xiàn)狀。

4結(jié)束語

水土保持監(jiān)測工作的質(zhì)量關(guān)系著生態(tài)和諧工程的建設(shè)效果，因此水土保持監(jiān)測工作也是現(xiàn)代土地管理以及環(huán)境監(jiān)管方面的重要組成部分。通過將無人機(jī)遙感技術(shù)融入水土保持監(jiān)測工作后，就能實(shí)現(xiàn)監(jiān)測圖像精密提升，讓水土保持監(jiān)測工作質(zhì)量得到保證。而且由于無人機(jī)在性能以及體積方面的優(yōu)勢，能更好的應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜環(huán)境，保證水土保持監(jiān)測的順利開展。

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