淺談無人機遙感在水土保持領域的應用

馬麗梅

（湖北省水利水電科學研究院 湖北武漢 430070）

引言

無人遙感技術，是指將遙感技術與無人飛機結合在一起，然后通過安裝在無人機上面的傳感器對數據進行采集，再通過信號的接受和傳遞設備將采集到的數據傳輸到計算機中進行數據加工，最后依靠計算機生成可供我們觀察分析的三維圖像。無人機相對于我們而言，可以到達我們不能到達的地方，讓空間和距離的束縛消失，并且還具有遠距離信息傳遞和記錄的功能，目前在水土保持領域應用廣泛。

1 技術的優勢所在

1.1 使用成本低，工作效率高

在無人機進行作業之前，需要對路線進行設計和規劃，然后依靠無人機操作人員對無人機進行遙感作業，無人機會按既定的軌跡進行飛行和數據采集。依靠自身攜帶的攝像機和信息采集傳輸設備，可以對需要采集的數據進行精確的采集，得到精準的點云數據。隨著無人機產品的更新換代，目前大部分無人機具備自動檢查功能，若在作業途中系統出現故障，則無人機可以自動返回原點，等待工作人員進行檢測和維護。目前，一個工作人員使用一臺無人機，在十二個小時之內可以對周圍近三百五十平方千米的范圍進行數據采集和觀測，這樣無疑可以大幅度提高水土保持調查的效率。

1.2 操作簡單，靈活方便

無人機在20～30 分鐘之內即可完成所有的準備工作，并且對于升降場地沒有特殊要求，所以其操作十分便捷靈活。無人機上還會安裝有雷達設備，在需要對森林內部等復雜地表進行數據采集時，由于攝像機無法穿過森林的遮擋，就需要使用雷達設備進行數據采集。數據采集完成后，使用裝備的數據傳輸設備，將采集的數據第一時間傳輸給計算機端，保證數據的時效性和準確性。并且無人機體積比較小方便攜帶，在檢測一些地形比較復雜的區域時，更能靈活地進行工作，保證數據采集的全面性和準確性。

1.3 數據更加精確

無人機一般是在低空中進行飛行和檢測的，所以需要安裝相應的傾斜數碼照相設備，增加面積覆蓋能力，使無人機采集到的影像可以保持在厘米級別，這樣能夠更加清楚的觀測到水土流失情況、水土保持措施效果等。然后使用計算機軟件對采集到的點云數據進行分析處理，得到觀測對象的DEM 和三維影像數據，便于后期水土流失數據統計與分析，使水土保持調查數據的精確程度大幅提高。

2 實際應用分析

2.1 小流域的整治管理

根據小流域綜合治理相關規范和實踐經驗，小流域治理前，必須要事前對流域內的土地利用、植被覆蓋度以及水土保持情況進行縝密的調查。這些基礎的數據若通過人工調查將耗費大量人力和時間，且人工調查獲得的數據誤差較大，因此，采用無人機遙感技術進行小流域現場調查已成為大勢所趨。在無法獲得地形圖的情況下，可依靠無人機采集到的數據進行處理分析，得到地形的實際面貌和坡度信息，還可通過無人機拍攝處理后的影像獲得流域內土地利用、植被覆蓋、水土保持情況等信息。采用無人機遙感技術，可大幅地提高數據采集的準確性和數據采集效率，為之后的治理規劃與設計工作提供有力的數據支撐。

2.2 水土流失動態監測

水土流失的動態監測，就是使用多種方法和技術手段，對目標區域的水土流失分布情況和水土保持情況進行動態的監測和管理。基于無人機遙感技術的高效和準確性，今后必然會成為天地一體化監測系統中的中堅力量。在自身的高精度和時效性的優勢之下，無人機遙感技術能夠更加迅速的得到待監測區域的土地利用、地形、水土流失、水土保持等情況。目前，無人機遙感技術主要應用于水土保持領域的生產建設項目水土流失監測、重點區水土流失監測、區域水土流失動態變化監測等。在重點區水土流失監測和區域水土流失動態變化監測中，技術人員可結合衛星影像對典型區域水土流失情況進行精細化的重點監測，一方面是對傳統監測方法和衛星影像處理結果的對比驗證，另一方面也提高了監測精度，為不同尺度水土流失動態監測技術提供了更多可能。

結語

總而言之，無人機遙感技術在今后必將更加廣泛的應用于水土保持領域，這是水土保持行業適應科技發展更高要求的體現。在現在階段，水土保持技術人員應對無人機遙感技術進行更加深入的分析，在全面掌握這項技術的基礎上，利用無人機遙感技術集成了遙感、遙控、遙測、計算機等技術的特點，從流域治理、水土流失動態監測等方面出發，針對不同項目類型及業務領域進行不同的應用與探索，讓無人機遙感技術發揮出更大的作用。