無人機遙感技術(shù)在水土保持工作中的應用

關(guān)鍵詞：無人機；遙感技術(shù)；水土保持

中圖法分類號：TP79 文獻標識碼：A

無人機遙感技術(shù)是一種可以用于自然環(huán)境、國土資源遙感監(jiān)測的技術(shù)，隨著其技術(shù)條件的不斷完善，無人機遙感技術(shù)已經(jīng)在各類環(huán)境保護工作中發(fā)揮著重要的作用。在水土保持工作中應用無人機遙感技術(shù)，可以利用其技術(shù)優(yōu)勢為水土保持提供可靠的數(shù)據(jù)信息，從而為水土保持方案規(guī)劃等各項工作的優(yōu)化與完善提供幫助，有利于提升水土保持工作質(zhì)量。

1無人機遙感技術(shù)分析

1.1無人機遙感技術(shù)概述

無人機遙感技術(shù)是集合了無人機駕駛技術(shù)、通信技術(shù)、遙感傳感技術(shù)、遙測遙控技術(shù)等多種專業(yè)技術(shù)的綜合性技術(shù)，能夠?qū)ψ匀画h(huán)境、國土資源等進行遙感監(jiān)測，從而獲取充分的數(shù)據(jù)，為后續(xù)資源規(guī)劃、環(huán)境保護等提供可靠依據(jù)。無人機遙感技術(shù)在實際應用中，可以配合遙感數(shù)據(jù)處理、建模與應用分析等技術(shù)，對自然災害信息、自然環(huán)境信息等進行系統(tǒng)分析。無人機遙感技術(shù)同樣具有機動性強、時效性良好、經(jīng)濟性高等優(yōu)點，可執(zhí)行各種類型的監(jiān)測與勘察任務，在地質(zhì)勘察、水土保持、工程建設等方面都有比較高的應用價值。

1.2無人機遙感技術(shù)應用流程

無人機遙感系統(tǒng)由6部分組成，包括飛行器、通信線路、遙感監(jiān)測設備、控制臺、保障系統(tǒng)與后期處理系統(tǒng)。在進行無人機遙感作業(yè)時，控制臺主要負責控制無人機飛行器，結(jié)合遙感作業(yè)任務的要求制定相應的飛行航跡，并收集相應的數(shù)據(jù)信息，通過通信系統(tǒng)將各類信息傳遞給監(jiān)測系統(tǒng)以便進行后續(xù)的數(shù)據(jù)分析。飛行器作為無人機遙感作業(yè)執(zhí)行任務的重要設備，一般由電氣裝備、動力裝置、導航設備組成。為了保證無人機遙感作業(yè)的順利完成，在執(zhí)行任務前需要對飛行器的各組成部件進行檢查，并通過試飛等活動檢查其性能是否滿足監(jiān)測任務的要求，在確保各方面條件安全可控的情況下，由專業(yè)人員在操作規(guī)程下對無人機進行控制，以完成后續(xù)的任務。無人機遙感技術(shù)的操作相對簡單，監(jiān)測范圍較廣，在執(zhí)行任務時具有比較高的靈活性，目前用于水土保持工作的無人機遙感技術(shù)可以實現(xiàn)50～1000m范圍內(nèi)的飛行，并且完成區(qū)域范圍內(nèi)的各項數(shù)據(jù)信息收集，不容易受外界環(huán)境因素影響，可高效地執(zhí)行相應考察任務。

2無人機遙感技術(shù)在水土保持工作中應用的優(yōu)勢

2.1精準度高

無人機遙感技術(shù)的數(shù)據(jù)采集和計算過程都應用了先進的信息技術(shù)，能夠更加快速、準確地獲得相關(guān)信息，如無人機遙感中的空三算法與優(yōu)化技術(shù)使無人機可以按照影像內(nèi)容對監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的信息進行自動校準，并通過通信技術(shù)將得到的數(shù)據(jù)信息用標準化格式輸出，由監(jiān)測系統(tǒng)進行后續(xù)的數(shù)據(jù)分析。無人機遙感系統(tǒng)自帶的GPS可以對地理位置進行精準計算，保證了測量過程中的準確性，操作人員可以在測量中隨時添加控制點，對相應點位的參數(shù)進行計算，提高空間分辨率，保證測量的精準度，為水土保持工作提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

2.2簡單高效

無人機設備基本由三部分組成，在實際應用時約20～30分鐘即可完成組裝、調(diào)試等一系列工作，現(xiàn)階段無人機設備對起降場地的要求較低，可快速完成無人機的起降。無人機執(zhí)行任務期間配合雷達設備即可穿越不同地形區(qū)域，及時傳達圖像數(shù)據(jù)，保證水土數(shù)據(jù)的綜合性與時效性。無人機遙感技術(shù)具有自動化處理能力，可以對航拍各項指數(shù)與工作器材進行自動校正，保證其航拍內(nèi)容的精準度，也為后續(xù)計算測量提供了良好的幫助。無人機遙感技術(shù)的自動化處理能力，能夠減輕無人機操作員的技術(shù)難度，在實際操作中僅需要啟動地面GPS信息系統(tǒng)，即可對無人機航拍得到的結(jié)果進行處理，更加及時準確地完成數(shù)據(jù)錄入與輸出，為進行后續(xù)工作提供良好條件。

3無人機遙感技術(shù)在水土保持工作中的應用方法

3.1水土保持方案編制

大部分生產(chǎn)建設項目，如公路、鐵路、天然氣管道等工程項目，在建設過程中需要考慮其工程特點，進行水土保持方案的編制，無人機遙感系統(tǒng)在水土保持方案編制中具有一定的應用價值，可以為方案編制提供更加科學的指導。無人機遙感技術(shù)能夠通過飛行器的操縱和遙感技術(shù)的應用對區(qū)域范圍內(nèi)的地形地貌、水土流失、水土保持實際情況進行調(diào)查，在項目正式建設前，通過無人機遙感技術(shù)的應用，可以對范圍內(nèi)的自然地理環(huán)境數(shù)據(jù)進行全面收集，為后續(xù)水土流失治理和預防提供一定的幫助。無人機遙感技術(shù)在水土保持方案編制中具有極強的適用性，一方面，如公路、鐵路、天然氣管道等建設項目多為規(guī)模較大、線路較長的工程，人工勘察消耗的人力資源和時間成本較高，而無人機遙感技術(shù)則可以更加快速、高效地收集各類數(shù)據(jù)，節(jié)約勘察的時間成本和資金成本：另一方面，無人機遙感技術(shù)的技術(shù)條件比較優(yōu)越，在實際應用中，可以進行高分辨率、高精準度地完成數(shù)據(jù)收集，能夠匯總整個項目建設區(qū)域內(nèi)的水土流失數(shù)據(jù)信息，便于后續(xù)水土流失方案的合理編制。無人機遙感技術(shù)在方案編制中不僅能夠采集和匯總資源條件數(shù)據(jù)，借助無人機遙感技術(shù)的三維模擬圖，還可以將區(qū)域內(nèi)的地形等內(nèi)容直觀展現(xiàn)出來，讓技術(shù)人員可以對整個建設區(qū)域的地貌信息、水土流失數(shù)據(jù)等進行研究，更快捷、高效地完成水土保持方案的編制。而隨著無人機遙感技術(shù)的不斷發(fā)展，建設項目水土保持方案編制的智能化與信息化程度也在不斷提高，從而確保了水土保持工作的科學性、可靠性。

3.2水土保持監(jiān)督執(zhí)法

水土保持工作在開展過程中需要應用工程措施、生物措施等對水土資源進行保護，而在具體工作執(zhí)行中也容易出現(xiàn)違法違規(guī)行為，因此，在水土保持過程中有效監(jiān)督執(zhí)法極為重要。無人機遙感技術(shù)能夠為水土保持的監(jiān)督執(zhí)法提供幫助，滿足水土保持工作中大范圍、高要求的監(jiān)督管理工作要求，進一步保證水土保持工作的質(zhì)量。受國土面積廣闊的影響，當前多數(shù)生態(tài)環(huán)境水土保持工程的工作量也比較大，覆蓋范圍較廣，實際進行監(jiān)督管理的工作難度高，且工作要求也在不斷提升，常規(guī)的人力監(jiān)督執(zhí)法不僅需要投入大量的監(jiān)管人員，在實際應用中也無法真正意義上實現(xiàn)全方位無死角監(jiān)管，因此，無人機遙感技術(shù)的應用在很大程度上解決了當前水土保持監(jiān)督執(zhí)法的問題。無人機遙感技術(shù)能夠?qū)λ帘３止こ谭秶鷥?nèi)的地形地勢、水土保持情況進行記錄，監(jiān)管人員可以通過操縱無人機飛行器在短時間內(nèi)對監(jiān)測區(qū)域的各項數(shù)據(jù)信息進行收集，實現(xiàn)地面與空中監(jiān)控的一體化監(jiān)控，為后續(xù)水土保持質(zhì)量分析，評估等提供準確全面的數(shù)據(jù)資料。在監(jiān)管過程中，監(jiān)管人員可利用無人機遙感技術(shù)進行影像資料拍攝，進一步確定水土保持工作中的實際情況，為后續(xù)水土工程防治的目標設定、執(zhí)法方案規(guī)劃等提供可靠依據(jù)，保證監(jiān)督管理的科學性與嚴謹性。

3.3水土保持綜合治理

在水土保持工作過程中了解水土保持情況，結(jié)合具體狀況進行綜合治理是極為重要的內(nèi)容，無人機遙感技術(shù)在水土保持綜合治理過程中也發(fā)揮著良好的作用，能夠為綜合治理提供最真實的數(shù)據(jù)支持，便于分區(qū)、分片進行治理。水土保持綜合治理的前提條件在于了解工程項目內(nèi)的水土流失、林草覆蓋、項目建設等情況，無人機遙感技術(shù)能夠快速準確地匯總區(qū)域內(nèi)的各項綜合治理信息，及時了解項目擾動土地情況、取土棄石情況等，對落實水土保持方案、優(yōu)化防治措施、協(xié)調(diào)水土保持工程建設與主體建設具有重要意義。無人機遙感技術(shù)的應用讓水土保持綜合治理取得了更好的發(fā)展，能夠進一步延長整個工程綜合防治的進程，有利于擴大水土保持范圍，提升綜合防治的質(zhì)量。近年來，應用無人機遙感技術(shù)進行水土保持綜合治理的案例逐漸增加，更多專業(yè)的工作人員在研究水土保持治理項目的水土流失情況時，可以通過無人機遙感技術(shù)全面、快速地收集工程建設和維護所需要的數(shù)據(jù)信息，能夠完善設計工作所需要的基礎資料，提升水土保持措施制定的科學性與針對性，促進區(qū)域生態(tài)環(huán)境改善與經(jīng)濟效益提升。

3.4水土保持動態(tài)監(jiān)測

無人機遙感技術(shù)可以實現(xiàn)對監(jiān)測范圍內(nèi)各項情況的動態(tài)監(jiān)測，用于水土保持工作中則可以對項目建設和應用中的水土流失情況進行全方位監(jiān)測，了解水土流失量、水土流失分布情況等信息，為后續(xù)水土保持工作提供科學指導。無人機遙感技術(shù)可以整合時間與空間條件，記錄水土流失在各監(jiān)測時間段內(nèi)的情況，通過極高的空間分辨率對區(qū)域的地形、植被、土地利用情況以及氣候等信息進行記錄，實現(xiàn)水土流失情況的實時監(jiān)測。無人機遙感技術(shù)用于水土保持動態(tài)監(jiān)測中可以展現(xiàn)出水土流失的分布情況、流失量，幫助監(jiān)測人員記錄水土保持區(qū)域內(nèi)的各階段水土流失數(shù)據(jù)信息，而后通過數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，分析實時具體情況，結(jié)合動態(tài)監(jiān)測得到的內(nèi)容對水土流失原因進行分析，探討當前水土保持工程的可靠性等，并對后續(xù)的林草覆蓋方案、土地整治方案等進行規(guī)劃。

3.5水土保持評估驗收

水土保持評估驗收是以水土保持方案及其批復、水土保持初步設計和施工圖紙設計與批復意見為依據(jù)，對項目建設情況等進行評估驗收的過程，無人機遙感技術(shù)在水土保持評估驗收過程中具有良好的應用效果。無人機遙感技術(shù)能夠在評估與驗收階段對項目進行檢查，通過無人機飛行器的操作和遙感勘探，了解建設項目的水土保持設施建設完成情況、水土保持設施防治效果、水土保持設施運行質(zhì)量等內(nèi)容，為評估與驗收提供準確信息。相較于傳統(tǒng)評估驗收調(diào)研，無人機遙感技術(shù)具有更高的便捷度和精準度，可以快速跨越山區(qū)、無人區(qū)等線性建設項目，能夠?qū)εR時道路、跨越溝道、取石料場、棄渣棄土場等進行監(jiān)控，為評估驗收匯報相應的資料。無人機遙感技術(shù)能夠真實、全面、準確地了解項目建設的具體情況，工作人員在水土保持工作的評估預驗收中也能夠更加客觀地完成評價，從而保證驗收結(jié)果的有效性與真實性，為進行后續(xù)的水土保持工作奠定良好的基礎。

4無人機遙感技術(shù)在水土保持工作中應用的注意事項

無人機遙感技術(shù)在水土保持工作的各環(huán)節(jié)中都有比較好的應用效果，但在具體應用無人機遙感技術(shù)時仍需要考慮其技術(shù)條件的局限性，客觀分析無人機技術(shù)的不足，不斷進行技術(shù)改進，從而獲得更加準確的水土保持工作數(shù)據(jù)。無人機的型號和種類眾多，不同類型的無人機垂直精度可能存在差異，在實際應用中如果選擇與測量不相適應的無人機類型可能造成測量誤差。水土保持工作的工程量比較大，監(jiān)測所獲得的數(shù)據(jù)也比較龐大，在傳輸和后續(xù)處理無人機遙感獲得的數(shù)據(jù)時，需要考慮應用先進的數(shù)據(jù)處理技術(shù)，節(jié)約人力和時間成本。雖然現(xiàn)階段無人機的抗干擾能力比較強，但其作業(yè)仍會受天氣因素影響，在極端惡劣天氣下無人機無法正常起降，不能滿足監(jiān)測數(shù)據(jù)調(diào)查的需求。另外，在水土保持工程建設中，需要考慮工作費用成本，合理規(guī)劃無人機遙感技術(shù)的使用，避免投入費用過高。

5結(jié)束語

無人機遙感技術(shù)應用在水土保持工作中，可以為其提供更加全面、準確、及時的數(shù)據(jù)信息，無人機遙感技術(shù)擁有便于操作、精準度高等優(yōu)勢，使其在水土保持工作中能夠打破常規(guī)勘察中的自然環(huán)境限制，且無人機遙感技術(shù)的監(jiān)測效率較高、使用相對便捷，配合先進的信息處理技術(shù)能夠為水土保持工作提供更好的技術(shù)支持。目前，無人機遙感技術(shù)在水土保持方案編制、監(jiān)督執(zhí)法、綜合治理、動態(tài)監(jiān)測、評估驗收等方面具有較高的應用價值，且隨著其技術(shù)條件的不斷優(yōu)化，無人機遙感技術(shù)所能發(fā)揮的作用也會不斷增加，有利于為水土保持工作提供更好的幫助。

作者簡介：

袁詩泉（1986—），本科，工程師，研究方向：水土保持。