無人機遙感技術在水土保持監測中的應用

栗定東

摘要：經濟要發展，環境也要保護，這是我們現在已經充分認識的問題，基于此我們將繼續加大對生態環境保護的投入，努力為中國創造良好的生態環境。水土保持是生態環境保護的關鍵和難點，要積極做好這一工作，可利用無人機遙感技術加強水土保持監測，實現生態環境保護。本文就對這一項技術進行了簡要的分析，探討其在水土保持監測工作中的具體運用。

關鍵詞：無人機；遙感技術；水土保持；監測

一、無人機遙感監測技術

（一）應用現狀

在早期，無人機遙感技術主要用于軍事領域，以無人機為平臺，配備傳感器獲取遙感信息[1]。使用計算機軟件對獲得的數據信息進行分析處理，并結合工作需求，得出結果。從應用效果來說，不僅能夠保證精度要求，還能夠實現動態監測。近年來，該技術發展快速，表現出多用途和多機型等特性，逐漸被應用于水土保持監測中，但是當前對它的具體應用還不完善，并沒有統一的使用方法和使用標準。

（二）應用特點

這一技術將無人機這一先進的設備當作航空平臺，讓其搭載各種設備進行具體監測工作。此技術可以通過無人機的快速機動性，通過遙感傳感器獲得的遙感數據處理各種復雜的傳感器信息，并按照一定的精度要求制作成圖像。與傳統的衛星遙感監測技術相比，無人機遙感監測技術在水土保持監測中更為成熟，因為無人機本身具有便于操作、成本較低等優點，可與衛星遙感監測技術形成良好的互補。

此項技術是安裝在無人機平臺上，受現場限制較小。可以在操場，道路或其他開放空間或平地上起飛著陸，結合輕量化和小型無人機，可以比遙感監控技術更好地實現快速過渡。此外，它還可以遠程控制無人機在水土保持監測過程中實現低空飛行。與衛星遙感監測相比，采用此項技術進行水土保持監測可實現更高的圖像分辨率和分辨率[2]。通過無人機遙感監測技術在水土保持監測中獲得的高分辨率圖像可以方便員工觀察地表變化的細節，即使在較小的空間尺度上也可以順利進行。與此同時，遙感人員開展大規模遙感制圖并監測人類活動對環境的影響已成為現實。無人機遙感監測技術可以為水土保持監測中的衛星遙感監測提供良好的補充，在一些衛星遙感拍攝盲區，無人機遙感監測技術可以實現良好的檢測。

二、無人機遙感技術應用

（一）典型小流域綜合治理初步設計

首先要利用無人機遙感技術調查好典型小流域的土地利用情況，水土流失情況如何，林草覆蓋率等具體數據，若在實際開展工作時并不能獲得大規模的地形圖，則可以應用無人機遙感立體圖像有效獲得大比例尺地形圖，它可以用來明確坡度信息等，解決資料缺失所帶來的問題。對于土壤侵蝕程度的確定以及應該如何治理提供擬定措施的依據，使得所提出的措施能夠具備科學性以及合理性。應用這一技術還可以規避傳統方法容易出現的問題，例如基本設計存在不科學性，預防措施不具備針對性等。

（二）水土保持方案編制

生產建設項目從本質上來說可以分成兩種情況，一種是點狀工程，另一種是線狀。線狀工程一般具有距離長的特點，例如公路、天然氣管道等工程。而水土保持方案的編制也屬于這一類型的工程，其面臨的問題更多。首先是工程布局方面，跨度大；其次是線路長；這兩點問題就決定了其對于數據的獲取比較困難。若能應用無人機遙感技術就可以很好地解決這些問題，在短時間內做好對項目區域的地形調查工作，并提供準確的數據。這樣就可以明確項目建設中需要做好防治的區域，水土保持分區以及必要的防治措施也可以據此完成。還要根據無人機遙感傳輸的云數據以及影像數據繪制地形圖、三維影像圖，進而選取取土場、棄土場等的位置。預測水土流失的具體情況并及時采取防治措施。

（三）水土保持動態監測

動態監測水土保持采用多種方法動態監測施工期間的土壤侵蝕情況，包括土壤侵蝕強度和土壤侵蝕分布，并實時監測水土保持區域的措施是否奏效。無人機遙感利用空間分辨率高，精度高，效率高的優點將作用于工程施工區域和直接受影響區域，對這些區域進行拍攝，得到所需要的地形圖以及必要的數據。在無人機的野外作業和遙感圖像處理的幫助下，建立圖像解釋標記，并提取干擾區，土壤侵蝕區的實際面積和水土保持設施等信息。當前我國對于此項技術的應用主要是監測水土保持領域的生產項目建設。

（四）水土保持監督執法

水土保持監督涉及的方面很廣泛，包含的工作內容也多，做好監督工作對于整體工作質量的提升是很好的保證。運用此項技術可以實現高精度的影像調查，同時結合地面實施的現場監管，進而管理好水土保持工作的防治措施還有擾動情況，確保這兩個項目都是符合要求的。無人機依托自身所具有的全方位視角，再結合遙感控制能夠快速獲得所需要的影像資料，實現高效的監管。此外，在明確了實地和影像之間的解譯標志之后可利用人機交互或者是面向對象分類方法獲得防治責任劃分的示意圖，這樣可以更好地開展監管工作，確保執法的準確。

（五）水土保持設施驗收評估

對于點型、線型類的建設項目作具體評估時，其中的重點評估區域可以利用無人機遙感這一技術進行抽查，抽查內容包括防治措施的具體情況，是否順利進行以及取得的效果；防治責任范圍是否明確，林草植被覆蓋以及恢復率等，這些都是比較重要的防治指標。

點建設項目主要需要對以下容易產生污染和廢棄物的領域進行評估：火力發電廠的灰場，水利工程的借用場地，棄土場和廢渣場以及礦山的隕石山（田地）。建設中包含需要通過無人區以及山區等對于人工和時間消耗較長的項目類型，此時可充分發揮無人機優勢，借助無人機高效地工作特點，針對這些地區的水土保持情況快速進行核查。評估道路上的關鍵控制點，如棄土（石塊，礦渣）場，土（石）場，臨時道路，跨河（溝）道路，中長隧道和管理站。通過對重點部分的核查和反饋，及時、快速的得到結果。使用無人機獲得偏遠地區項目圖像資料，查驗在實施相應的水土保持措施后是否取得相應成果，這樣的工作手段極大的壓縮了驗收時常，且無其他不良因素影響，實現了驗收工作的標準化與程序化，驗收成果更加真實可靠。

三、結束語

結合文章所分析的內容，無人機遙感技術因其自身所特有的特點被各行各業應用于實際工作中，水土保持監測工作內容多且復雜，若能應用此項技術則可以幫助水土保持檢測工作更好地獲取所需數據，促進編制工作的開展，做好動態監測并助力監督工作順利進行等。此外，結合無人機所具備的各項優勢，可知其未來在我國水土保持監測工作中的應用有著很好的應用前景。

參考文獻：

[1]胡遵仁.水土保持監測中無人機遙感技術的應用研究[J].資源節約與環保，2018，No.200（7）：129.

[2]苗中在.無人機遙感技術在生產建設項目水土保持監測中的應用[J].中國公路，2018，No.519（11）：136-137.

（作者單位：昆明龍慧工程設計咨詢有限公司）