無人機遙感在水土保持領域的應用探究

文小蓮

摘 要：伴隨我國水土流失問題日漸嚴重，以往的水土保持研究調研方法已經無法滿足現階段數據的獲取需求。無人機遙感技術作為一種新興的遙感數據收集手段，非常適用于小范圍內的遙感數據實時獲取，在水土保持領域的利用率越來越高。本文將圍繞此技術的主要特征展開分析，并探究其實際應用。

關鍵詞：無人機遙感 水土保持 應用

1.引言

所謂無人遙感，具體是指把遙感技術和無人駕駛飛機融為一體，以無人機為媒介，通過無線電操作設施，用傳感器收集圖像信息，同時依靠計算機技術對這些信息進行加工整理，最后生成理想的三維圖像。因無人機可以達到人們無法涉足的危險區域，打破空間與時間的束縛，因此在水土保持領域得到廣泛運用。

2.無人機遙感技術的主要特征

（1）成本投入少，便捷高效

無人機只要事先計劃好飛行線路，依靠無線傳輸設施與自帶攝影，以相關人員在外業控制點的實際操作為輔，便能得到精準的點云與航拍數據。其還擁有自檢功能，若是發生故障，能自行返回到起點上空，等待工作人員解除故障。現階段，1名工作人員拿著1臺無人機在12小時內，便可準確獲得附近350千米現狀工程的航拍視頻，明顯提升了水土保持調研工作的效率和質量（如圖1所示）。

（2）操作簡易，靈活性好

無人機在20-30分鐘內就結束組裝、調試以及起飛等一系列工作，對起降場地的要求較低。其配帶的雷達設施，可越過森林植物獲得地表信息，達到其他飛機無法抵達的高度或是危險區域，即時傳達圖像數據，進而保證水土保持數據的綜合性與時效性。

（3）空間分辨率高，數據準確

鑒于無人機要在低空環境下運行，配備的高精度數碼成像設施要具有傾斜或者豎直成像以及面積覆蓋的能力，得到的影像分辨率可實現厘米或者分米級，可以在小范圍尺度內觀看到水土保持保持預防對策的執行效果。利用計算機數據處理軟件整理并分類點云數據，根據遙感影像提供的數據信息，自動化獲取測量區域內的DEM數據、地勢圖和三維情境影像與DOM數據，有效提升水土保持數據的準確度。

3.無人機遙感在水土保持領域中的運用

（1）典型小流域綜合整治設計

由我國下發的有關編制規程可知，在設計典型小流域綜合整治時，必須要先調研分析其林草覆蓋率、土地應用、水土流失等基礎情況。這些信息都可利用無人機遙感得到，在不具備大比例尺地形圖的狀況下，還可使用其立體像獲得圖坡度數據，成功解決基礎資料缺乏的難題，迅速高效。無人機遙感技術的運用，能防止因傳統手段無法落實致使設計工作基礎材料不準確、預防措施分布不科學等問題發生。所以，在典型小流域綜合整治設計中，無人機遙感在其中發揮了舉足輕重的作用。

（2）方案編制

生產建設項目主要分為線型工程和點型工程，其中中遠距離線型工程主要包括公路、鐵路、輸電線路、天然氣管道等項目，在編制水土保持方案時，要先充分考慮工程分布跨度大、數據獲取不到位等問題。在無人機遙感技術的幫助下，能迅速了解項目所在地區的地形地貌、水土流失與水土保持實際情況，結合工程實際，明確防治責任范圍，完善工程建設水土保持措施布設，從而減少因工程建設導致的新增水土流失。利用無人機遙感傳遞的數據信息，描繪出項目三維影像地圖與大比例尺地形圖，從而分別確定項目棄渣場、取土場具體地點，預估水土流失量，促進預防措施設計更加科學合理。

（3）動態監測

所謂水土保持動態檢測，是指用各種各樣的方式，針對項目建設過程中的水土流失分布、數量以及強度進行動態檢測，監測項目建設區域內水土保持措施的落實效果。無人機遙感是空基的主要手段，將發展成天地一體化檢測體系中的核心力量。其依靠自身的高精度、高效率以及高空間分辨率的長處，拍攝項目項目建設區和直接影響區，得到測量區域內的DEM數據以及地形圖等。在野外作業的幫助下，通過處理得到的遙感影像，樹立相應的解釋表示，從而獲得影響面積、水土保持設備信息以及水土流失面積。

現階段，水土保持領域中無人機遙感的運用通常體現在建設項目的檢測方面。如在建設萬州到重慶的鐵路時，相關人員成功使用無人機遙感檢測到了水土保持中的棄渣場，獲得各種施工進度中的影響面積，水土保持棄渣量與工程量等信息。通過無人機收取大量影像數據，比較項目新建前后的相關數據，進而了解檢測地區棄渣棄土以及取土石料的變化情況，包括植物、工程與臨時措施的使用數量與具體防范效果，明確擾動土地整治率、水土流失總治理度、土壤流失控制比、攔渣率、林草植被恢復率、林草覆蓋率等六項檢測指標，確保動態檢測工作落到實處。

（4）水土保持監測

水土保持監測主要是對項目擾動土地情況、取土（石、料）棄土（石、渣）情況、水土流失情況及水土保持措施等進行監測，對落實水土保持方案、優化水土流失防治措施、協調水土保持工程與主體建設進度、及時發現重大水土流失隱患、提出防治對策等具有積極意義。無人機遙感是空基的主要手段，將發展成天地一體化檢測體系中的核心力量。其依靠自身的高精度、高效率以及高空間分辨率的長處，拍攝項目建設區和直接影響區，得到測量區域內的DEM數據以及地形圖等。在野外作業的幫助下，通過處理得到的遙感影像，樹立相應的解釋表示，從而獲得影響面積、水土保持設施信息以及水土流失面積。

現階段，水土保持領域中無人機遙感的運用通常體現在建設項目的監測方面。如在建設萬州到重慶的鐵路時，相關人員成功使用無人機遙感監測項目棄渣場，獲得各種施工進度中的影響面積，水土保持棄渣量與工程量等信息。通過無人機收取大量影像數據，比較項目新建前后的相關數據，進而了解項目建設過程中棄渣棄土以及取土石料的變化情況，以及植物、工程與臨時措施的使用數量與具體防治效果，確保動態監測工作落到實處。

（5）監督執法

由于此項工作的工作量較多、涉及面比較廣，所以使用高精度的遙感影像調研和現場監督審查相融合的天地一體化管理方式就此誕生，全方位對項目水土保持影響狀況與防范措施的落實情況展開監督，保證影響滿足我國法律規定要求以及防范措施科學有效。無人機依靠其覆蓋范疇廣、全視角以及實效性強的特點，輔以遙感控制快速獲得項目所在區域內的所有影像資料，對水土保持情況實施全面的、隨時的、精準的監督管理。決定實地和影像技術標識后，利用面向對象分類方法或者人機交互解釋方法，得到防范責任范圍圖，并展開比較剖析。依靠無人機遙感，不但能實時監管項目地區內所有水土保持防范指標，還能做到實時執法、精準執法。

（6）水土保持驗收

水土保持設施驗收具體指以水土保持方案及其批復、水土保持初步設計和施工圖設計及其審批意見為主要依據，對建設項目水土保持設施建設完成情況、水土保持設施質量、水土保持防治效果及水土保持設施的運行、管理及維護情況進行驗收。

針對山區、跨越無人區的線性建設項目而言，無人機可迅速跨越這些區域檢查水土保持設施的完成情況及運行效果等，對臨時道路、跨越溝道、取石料場以及棄渣棄土場等沿線重點控制點進行評價，保證檢查評價結果實時反饋。

4.結論

綜上所述，無人機遙感在水土保持領域中的運用，是時代發展的必然趨勢。相關人員要全面了解其優勢和特點，結合實際情況有針對性的應用。可從典型小流域綜合整治設計、方案編制、動態監測以及監督執法和驗收評價等方面入手，不斷提高技術水平。

參考文獻：

[1]趙俊喜.無人機遙感監測在水土保持監測中的應用[J].中國新技術新產品，2018（10）：9-10.

[2]趙俊華，朱艷華.無人機遙感在水土保持領域的應用[J].人民長江，2017，48（12）：33-35.