無人機技術在水土保持監督管理中的應用

李佳興

摘要：水土保持監督管理是從防治水土流失、保護水土資源的可持續發展、維系良好生態環境的角度出發，采取調查、監測和評估等多種技術手段，對水土流失發生環境、發展態勢、危害強度和水土保持防治效果等開展的綜合評價與管理。水土保持監管是水土保持工作的重要組成部分，也是水行政主管部門的法定職責和重要職能。按照“把工作重心切實轉變到監管上來，在監管上強手段，在治理上補短板”的水土保持工作總要求，水土流失監管工作迫切需要自動化、快速化和信息化。生產建設項目水土保持監管工作需要擾動土地情況、取土（石、料）場、棄土（石、渣）場情況，水土流失情況，水土保持措施情況等現場信息，但監管范圍本身具有點多、面廣、量大的特點，獲取資料不易。無人機遙測有強大測繪功能，可以短時間內獲取監管所需資料，如擾動地塊邊界確定、水土流失面積的確定、大型棄渣土方量的確定等。本文就無人機在水土保持監管中的應用進行綜述。

關鍵詞：無人機;監督管理;水土保持

引言

為準確反映開發建設項目水土保持現狀，工程中比較常用的手段是水土保持監測，對維持生態系統平衡以及科學實施水土保持措施具有現實意義。其中，傳統的監測方法有資料分析、現場觀測等。因具有精準度高、便捷性好、操控性強等特點，在水土流失強度、位置、時間精確判定方面，現代新型無人遙感技術具有較強實用性，對于推進信息化、現代化監測發揮著積極作用。

1水土保持監測的重要性

1）系統掌握水土流失區域動態數據。我國疆土面積遼闊，不同地域之間的自然條件截然不同，自然災害種類繁雜，加之人為因素影響，出現大量水土資源嚴重破壞的現象。根據不同區域的情況，運用水土保持監測技術設置不同類型的監測點，以獲取水土流失區域的動態數據及發展規律，為水土保持防范措施提供重要理論依據。受外界因素的干擾以及不擾動侵蝕，我國各區域地形存在不穩定變化，對工程建設造成安全隱患。對此，開展水土保持監測工作，動態監測施工項目區域的水土流失情況，及時掌握自然災害的變化趨勢，可以規避水土流失損失，最大程度地降低危害。2）提高水土保持規劃工作的科學性水土保持監測是水土保持規劃的基礎工作，監測過程中采集的數據對制定水土保持規劃和采取相關治理措施具有科學意義，同時水土保持監測工作能對水土流失區進行實時動態監控，為制定水土保持規劃及相關方案節省了調查時間，有助于水土保持工作高質量運行和效率提升，促進水土保持規劃工作科學發展。水土保持監測工作需要運用現代科學技術，全面監測水土流失狀況，為研究水土流失成因、發展規律、規劃等提供依據，同時要求科研人員不斷提高自身的研究水平，為水土保持學科領域作出突出貢獻。水土保持監測系統能在水土資源和生態保護等方面，為相關決策部門提供防控思路，有效治理水土流失問題。

2無人機技術在水土保持監督管理中的應用

2.1在監管水土保持措施實施情況中的應用

無人機可實時監測水土保持工程措施、植物措施及臨時防治措施的實施情況，為現場監管取證提供客觀全面的依據。水土保持監管單位依此可以判斷建設單位是否及時、全面、合理布設水土保持措施、水土保持措施是否按照水土保持方案報告書有效落實、水土保持措施是否合理和有效。采礦工程具有施工面積大，擾動面積廣等特點，通過無人機監測及分析高精度影像，發現某采礦企業未嚴格按照相應的批復要求采用撒播種草的方式進行礦坑周邊綠化，而是使植被自然恢復;以養殖企業的新建廠區為例，通過無人機監測發現水土保持工程措施主要實施了漿砌石排水溝、邊坡截水溝，完成率100%，水土保持植物措施包括綠化區栽植的喬灌木、鋪植的草皮等，完成率40%，邊坡撒播草籽，完成率70%;在京津風沙源治理項目驗收中，經無人機拍攝，能夠對比實施方案中的全部建設內容及面積。

2.2遙感數據的獲取

無人機航拍正值夏季，在該自然條件下，存在山體陰影以及植被陰影易干擾現場航拍的情況，若盲目觀測將直接影響最終觀測結果的準確性，因此選擇在陰天以及陽光直射時航拍。重點考慮渣場、建設管理營地等測區，生成各自的DOM模型和DEM模型，精度為0.05、0.20m。規劃的各個測區的面積均超過1hm2，兩種模型的精度較高，無論是擾動面積還是土石方量等指標，精度均能夠滿足“不小于90%”的要求。

2.3水保措施監測

監測內容包括其他臨時防護措施、植物措施和工程措施等，以DOM成果為依據提取生產建設項目區水保措施數量。對臨時護欄長度及位置的確定可以應用其他臨時防治措施監測成果，而植被覆蓋度、綠化面積等參數的確定一般應用植物措施監測成果，對于植物與工程護坡位置、土地整治面積等參數的確定要應用到物理工程措施的監測成果。

2.4健全管理體制，強化執法理念

在水土保持事業發展中，水土保持監測工作是其長效持續發展的基石。因此，相關部門應充分重視各級監測機構，并給予多方面的支持。相關單位應完善水土保持監測管理體制，科學布設各個監測點，實時監測水土流失治理成效與進度，并將GPS定位等現代化管理體系落到實處，促進生態與社會經濟共同發展。同時還應加大執法力度，踐行合理執法方針，培養專業法律人才，認真學習《水土保持法》等相關法規，提升執法水平，為推動國家水土保持事業發展提供明確方向。

2.5預期成果

在水土保持監測中應用無人機遙感技術時，需要做好原始記錄及提供有效的數據信息，嚴格執行相關規范保證手續的完備性，并對數據可靠性、真實性進行檢查，從而為監測工作中的實際應用提供支持。對于監測的水土流失以及水土保持信息要建立數據庫，并撰寫包括必要影像資料、相關監測圖件、監測數據等內容的報告。實際應用時無人機遙感技術還存在許多不足，現階段尚未形成系統成熟的技術路線，在水土保持監測中的應用還處于初級探索階段。例如，目前無人機監測仍以可見光波段為搭載，為滿足不同環境影響評價需求也可搭載高光譜、紅外線等載荷;在植被、水體等要素監測時搭載多光譜成像儀，能夠更加全面地監測地表環境、水體質量的動態揚鞭過程，為生態環境受項目建設的影響評價提供支持;此外，考慮體積小、重量輕等優勢還可研發各類采樣設備。結合地面監測手段實現低空采樣分析，為開發建設項目監測提供補充。

結語

綜上所述，水土保持監測是一項系統性較強、復雜度較高的工作，容易在內外部因素的干擾下導致結果失真，必須合理應用作業方法，保證監測結果準確無誤，在此前提下高效完成監測工作。無人機低空遙感技術頗具代表性，監測結果的準確度較高，且具有可視化特點，合理安排后各項監測工作可高效推進。本文以某工程項目的水土保持監測為例，提出無人機低空遙測技術在應用中的關鍵作業要點，利用實際測量結果加以驗證，發現無人機低空遙測技術取得的模型、數據等信息均具有較高精度，可利用價值高，是一種優質的水土保持監測方法。

參考文獻

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