水土保持監(jiān)測(cè)中無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用研究

胡遵仁

（昆明龍慧工程設(shè)計(jì)咨詢(xún)有限公司 云南昆明 650033）

引言

水土保持監(jiān)測(cè)工作的開(kāi)展，是圍繞土壤侵蝕以及治理開(kāi)展，利用地面監(jiān)測(cè)技術(shù)和遙感解譯技術(shù)等，在坡面以及小流域等布置監(jiān)測(cè)點(diǎn)位，收集侵蝕因子和類(lèi)型等信息。應(yīng)用無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)，照比傳統(tǒng)的方法，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)定量監(jiān)測(cè)，而且監(jiān)測(cè)覆蓋面廣，監(jiān)測(cè)成本低，有著積極作用。

1 無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀分析

早期，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)主要應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，以無(wú)人機(jī)為平臺(tái)，搭載傳感器，獲取遙感信息，使用計(jì)算機(jī)軟件，對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理，結(jié)合工作需求，生成相應(yīng)的成果。從應(yīng)用效果來(lái)說(shuō)，不僅能夠保證精度要求，還能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。近年來(lái)，該技術(shù)發(fā)展快速，表現(xiàn)出多用途和多機(jī)型等特性，逐漸被應(yīng)用于水土保持監(jiān)測(cè)中。不過(guò)無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在水土保持監(jiān)測(cè)中應(yīng)用，還處于起步階段，尚未形成統(tǒng)一的方法以及標(biāo)準(zhǔn)。

2 無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在水土監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用實(shí)例分析

以云南玉溪市澄江至江川高速公路項(xiàng)目為例，路線起點(diǎn)樁號(hào)K0+000位于東南繞城高速（樁號(hào)K98+800）山?jīng)_新村附近。本工程總占地413.89hm2，其中永久占地320.57hm2，臨時(shí)占地93.32hm2。現(xiàn)以此項(xiàng)目水土監(jiān)測(cè)為背景，對(duì)無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用，作如下論述：

2.1 水土監(jiān)測(cè)內(nèi)容

依據(jù)《水土保持監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程》（SL277-2002）相關(guān)規(guī)定，主要監(jiān)測(cè)內(nèi)容如下：①水土流失影響因子。具體包括水文監(jiān)測(cè)、氣候因素監(jiān)測(cè)、工程規(guī)劃建設(shè)區(qū)域、土體擾動(dòng)監(jiān)測(cè)等。②水土流失狀況以及危害監(jiān)測(cè)。具體包括河流邊坡監(jiān)測(cè)和壩體斜坡監(jiān)測(cè)等，通過(guò)監(jiān)測(cè)明確水土流失范圍和程度等。③水土流失防治以及效果監(jiān)測(cè)。重點(diǎn)圍繞水土保持治理項(xiàng)目建設(shè)規(guī)模以及長(zhǎng)度、植被成活率、植被覆蓋率等開(kāi)展。

2.2 無(wú)人機(jī)監(jiān)測(cè)方案

依據(jù)工程施工圖紙以及地區(qū)地貌，制定無(wú)人機(jī)航拍監(jiān)測(cè)計(jì)劃，具體包括飛行路線和高度等。對(duì)于航測(cè)數(shù)據(jù)信息的處理，使用基于ERDAS的LPS選項(xiàng)，對(duì)遙感測(cè)量數(shù)據(jù)信息，進(jìn)行相應(yīng)的處理。LPS的應(yīng)用，流程較為簡(jiǎn)便，按照軟件操作程序，輸入相關(guān)數(shù)據(jù)，便能夠自動(dòng)計(jì)算結(jié)果，提高了工作效率。首先，對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行預(yù)處理，包括清除異常航片和糾正錯(cuò)誤操作。其次，整理相機(jī)參數(shù)和飛行高度等，形成POS數(shù)據(jù)。接著，錄入LPS數(shù)據(jù)。通過(guò)創(chuàng)建工程、導(dǎo)入影像和內(nèi)外方位。經(jīng)過(guò)剔除同名點(diǎn)，生成三成果。最終，生成DEM成果，影像鑲嵌。

2.3 監(jiān)測(cè)成果

水土流失動(dòng)態(tài)變化監(jiān)測(cè)：依據(jù)工程平面圖和三維圖形等，制定區(qū)域線，計(jì)算項(xiàng)目建設(shè)擾動(dòng)位置的實(shí)際面積。對(duì)獲得的原始數(shù)據(jù)信息，使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行翻譯，獲得植被覆蓋率。通過(guò)分析DEM數(shù)據(jù)特征，依據(jù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，明確土壤侵蝕程度。采取插值法，對(duì)土石方堆放場(chǎng)地的控制點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)的處理，獲得DEM，結(jié)合實(shí)際地貌特征，推算對(duì)放量。

水土保持措施監(jiān)測(cè)：基于對(duì)原始數(shù)據(jù)信息的分析，計(jì)算水土保持植被栽植面積，進(jìn)而評(píng)價(jià)水土保持覆蓋程度。

水土保持效益監(jiān)測(cè)：基于航拍數(shù)據(jù)，對(duì)水土流失治理率和植被覆蓋率等指標(biāo)，進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。除此之外，還能夠?qū)λ帘３执胧?shí)施前后的效果進(jìn)行對(duì)比，生成監(jiān)測(cè)成果。通過(guò)建立數(shù)據(jù)庫(kù)，計(jì)算工程驗(yàn)收結(jié)果。構(gòu)建的三維模型，是基于GIS軟件，集成DEM影像、水土保持措施3DS模型和工程項(xiàng)目3DS模型，發(fā)揮軟件虛擬漫游功能，研究工程區(qū)域全貌[1]。

3 無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在水土監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用建議

在水土監(jiān)測(cè)中，應(yīng)用無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)，為了保證技術(shù)應(yīng)用的效果，要做好數(shù)據(jù)采集的把控。對(duì)于遙感影像數(shù)據(jù)的獲取，要從以下方面入手做好把控：①飛行規(guī)劃設(shè)計(jì)。按照項(xiàng)目區(qū)域范圍，根據(jù)測(cè)量成果精度要求，設(shè)計(jì)飛行計(jì)劃。以地面標(biāo)識(shí)，為測(cè)量控制點(diǎn)。對(duì)于標(biāo)識(shí)數(shù)量的把控，要確保精度能夠達(dá)到亞米級(jí)。使用GPS，收集控制點(diǎn)坐標(biāo)。或者使用全站儀進(jìn)行測(cè)量。除此之外，要設(shè)置解譯標(biāo)志，為后期影像分類(lèi)提供相應(yīng)的依據(jù)。②原始數(shù)據(jù)的獲取。按照設(shè)計(jì)的路線，實(shí)施無(wú)人機(jī)飛行以及拍攝，獲得遙感數(shù)據(jù)信息。③數(shù)據(jù)處理。對(duì)于數(shù)據(jù)的處理。若使用APP進(jìn)行處理，首先，形成照片陳列，利用Photoscan，自動(dòng)搜索同名像點(diǎn)，并且匹配，估算相機(jī)視角，校正相機(jī)參數(shù)。接著，根據(jù)相機(jī)位置以及遙感照片，建立密集點(diǎn)云。最后，構(gòu)建三維多邊形網(wǎng)格以及DEM。為了保證無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在水土監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用效果，要從上述各個(gè)環(huán)節(jié)，做好嚴(yán)格的把控[2]。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在水土監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用，能夠獲得水土流失情況數(shù)據(jù)信息以及水土保持措施實(shí)施效果等，具體包括植被覆蓋率和水土流失程度等，為水土流失治理工作的工作，提供完整的數(shù)據(jù)信息支持。