無人機技術在點型水土保持監測中的應用

武廷科

摘要：在水土保持監測中，無人機技術也被廣泛的應用。因此，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。

關鍵詞：無人機技術;水土保持監測;應用

1礦山開發的危害與水土保持監測的作用分析

隨著礦山開發與建設工作的持續開展，會引發嚴重的環境問題，導致當地的水土流失、生物多樣性降低等各類問題，較為突出的問題主要包含以下幾個方面：其一，引發地質災害。礦山開采過程中，通常把地下的礦石挖空，礦山周圍的山坡和邊坡都要進行開挖，山體的綠色植物被破壞掉，無法保持邊坡的穩定，容易引發地面沉降等各類地質災害問題，甚至威脅到礦區周圍居民的生命安全。礦山開采的廢渣堆放在祼露的泥土中，遇到大暴雨極易引發泥石流大型地質災害。其二，水利設施失效與水質污染，礦山大量開采地下礦石，挖掘過程需要進行排水，地下水的超量抽排，既造成了地下水的水位下降，水源用水量的劇減，使原來的水利設施失效，影響了農業灌溉。開采礦山過程中的礦坑水、清洗礦石的用水未經有效處理直接排放，原來清潔的水質都受到污染。其三，水土流失加劇。礦山的大量挖掘開采直接把地面綠色植物破壞，大量抽取地下水，地面的土體受到破壞，植物維持水土的功能在當地水土保持機制中失效，加上排土場地占用礦區形成的地表溝槽，造成地表的水土流失加劇。通過做好礦山水土保持監測分析與評價，因地制宜采取水土保持措施，恢復礦區綠色植被，建造水池、水窖，并對土壤的有色金屬污染固化穩定化處理，采取更換等措施對有害重金屬土壤進行處置，采取水源綜合治理等措施，能夠確保當地生態環境得到有效恢復，進而降低當地災害發生的可能性。

2傳統監測技術的相關問題

（一）監測范圍具有局限性。人工調整已經不適用新時代發展狀態，其對指定區域造成很大影響，只能在小范圍區域進行監測，其問題大多數來源于人為因素，導致監測準確度無法達到相應標準，不能發揮動態監測作用。在對大區域進行監測過程中，因人員數量嚴重缺失，未能將監測人員進行合理分配，在對監測區域內危險地帶進行監測過程中，人力不能采集相應信息。（二）采集信息方法單一化。（1）嚴重缺少研究精力和成本，不利于監測內容統一化、完整化，不利于社會文明建設、生態環境穩定。（2）大多數設施儀器都會通過人工對其進行操作、應用，導致數據收集效率不高、準確度不可靠，不能對動態監測進行實時記錄。因此，監測技術不完善依舊是最主要的問題，需要對水土保持監測數據采集技術進行升級，才能更好發揮其作用。盡管無人機技術從測試環節上升到工程應用，但其技術能力仍然發揮不了實質性作用，無法建立健全的監測機制。

3無人機技術在點型水土保持監測中的應用

3.1在監管擾動土地情況中的應用

水土保持監督管理的一部分工作內容就是依據批復的水土保持方案防治責任范圍，判斷建設期間擾動面積是否超出紅線范圍、施工過程中棄土棄渣有無隨意堆放、建設地點有無變更等內容。借助無人機可以建立比較準確的三維數字化模型，可將面積測量定量化，基于工程情況建立GIS數據庫，便于后期進行全過程監管和數據分析比較，圖像視頻直觀比較。

3.2遙感數據在水土保持監測過程中的使用

（1）擾動面積監測。基于DOM成果，可直接通過目視應用GISMAP中對本項目擾動地表進行圖斑勾畫，進而實現對項目擾動面積的監測，項目通過無人機遙感獲取的擾動面積為38.21hm，全站儀測量的擾動面積為37.62hm。無人機遙感對擾動面積監測的誤差為1.6%。（2）土石方監測。基于DSM成果，項目區地貌類型屬平原微丘，且矸石周轉場底部較為平坦，可利用微積分方式，高程差與柵格大小乘積的和計算土石方量。根據礦山生產記錄確定矸石量為57.39萬m，無人機監測結果為52.88萬m，誤差5.8%。在原始地表較為平緩的條件下，經檢驗無人遙感技術計算的土石方量較為準確。（3）水土保持工程持措施監測。因無人機建模數據分辨率較高，可在三維模型輸出軟件上清晰顯示水土保持措施，可以對擋土墻的長度、排水溝的長度、臨時苫蓋措施面積、綠化措施面積直接測量，直觀、方便、高效地對水土保持工程措施實施進度、效果實施監測。

3.3獲取水土保持生態建設基本監測信息

研究水土保持生態建設監測信息，其具體內容包含數據種類、監測對象位置數據和長度、面積數據等，主要是借助正射影像得到相應數據。針對土地信息使用種類獲取方式，借助人工識別航片和規劃區域的方式完成數據獲取工作。（1）針對具有獨特性地物，尤其是施工場地、植被等，需要人工對其作出有效診斷，或通過繪制矢量圖完成。（2）主要針對監測區域，在剛開始建設地表解釋圖標過程中，利用面向對象的方法，借助多尺度分割成像技術，計算出監測對象的形狀數據，將數據進行有效整合，構建成規則集，對土地信息采取處理和分類。（3）在提取監測對象的位置時，結合地理信息系統并借助數字模型，直接獲取監測對象指定位置信息。（4）在獲取對象長度和面積過程中，利用土地應用類型獲取相應方法，通過人工區分方式，借助地被監測對象長度進行準確測量，計算出相應面積。

結語

隨著科學技術的不斷提升，信息化技術快速發展，水土保持高質量監測的同時，沿著智能化方向邁進。無人機技術不僅能改善傳統監測方法，還能提升項目監測的準確性和自動化水平。根據實際情況，借助無人機技術在規定區域實現信息采集工作，深層研究各方面監測內容，調整傳統監測技術，從根本上解決相關問題，為水土保持監測領域的智能化發展奠定基礎。

參考文獻

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