無(wú)人機(jī)遙測(cè)技術(shù)在水土保持監(jiān)管中的應(yīng)用

摘要：隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)生態(tài)文明建設(shè)有了更高的要求。利用現(xiàn)代化技術(shù)對(duì)生態(tài)問(wèn)題進(jìn)行監(jiān)測(cè)和治理，有著巨大的應(yīng)用價(jià)值。其中，無(wú)人機(jī)遙測(cè)技術(shù)憑借自身的優(yōu)勢(shì)，能夠?yàn)榄h(huán)境監(jiān)測(cè)人員提供準(zhǔn)確、全面的信息數(shù)據(jù)，極大地方便了水土保持工作的監(jiān)管。本文主要圍繞無(wú)人機(jī)遙測(cè)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)、無(wú)人機(jī)遙測(cè)技術(shù)的相關(guān)要點(diǎn)進(jìn)行分析，探討利用無(wú)人機(jī)遙測(cè)技術(shù)進(jìn)行水土保持監(jiān)管的有效途徑，從而為相關(guān)技術(shù)人員提供一定的理論參考。

關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī);遙測(cè)技術(shù);水土保持;監(jiān)管

中圖分類(lèi)號(hào)： TP873;S157 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： ?A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI編號(hào)： ? 10.14025/j.cnki.jlny.2019.20.023

1 無(wú)人機(jī)遙測(cè)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

近幾年，在科學(xué)技術(shù)的有力支持下，我國(guó)的水土保持工作水平有了顯著的提高。各類(lèi)新技術(shù)、新設(shè)備極大地促進(jìn)了水土保持工作的快速發(fā)展，其中，無(wú)人機(jī)遙測(cè)技術(shù)作為一種新型的水土保持監(jiān)管技術(shù)，能夠適應(yīng)各類(lèi)檢測(cè)作業(yè)環(huán)境，有著較強(qiáng)的連續(xù)作業(yè)能力，并且無(wú)人機(jī)的飛行高度普遍低于云層，傳送的影像資料具有很高的清晰度。與其他水土保持監(jiān)管技術(shù)相比，無(wú)人機(jī)遙測(cè)技術(shù)能夠不受地形的限制，攜帶方便，有著較高的檢測(cè)精準(zhǔn)程度。水土保持工作者能夠利用無(wú)人機(jī)搜集到的信息數(shù)據(jù)建立三維點(diǎn)云模型，對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境進(jìn)行全方位的分析和監(jiān)控，保證了我國(guó)水土保持工作的先進(jìn)性和適應(yīng)性。

2 無(wú)人機(jī)遙測(cè)的技術(shù)要點(diǎn)

2.1遙測(cè)數(shù)據(jù)獲取

工作人員在利用無(wú)人機(jī)遙測(cè)技術(shù)進(jìn)行水土保持監(jiān)管工作時(shí)，首先需要對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行飛行軌道的設(shè)計(jì)。要在實(shí)地勘測(cè)的基礎(chǔ)上，對(duì)無(wú)人機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，工作人員要對(duì)監(jiān)管區(qū)域的地形和氣候特點(diǎn)有所了解，在設(shè)置軌道的時(shí)候，要盡量避開(kāi)存在障礙物的區(qū)域。另外，為了保證信息采集效果，工作人員需要對(duì)無(wú)人機(jī)的飛行高度、分辨率、清晰程度等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。

當(dāng)工作人員操作無(wú)人機(jī)進(jìn)行實(shí)地勘測(cè)的時(shí)候，需要對(duì)地面的像控點(diǎn)進(jìn)行信息的采集，通常情況下，需要利用GPS獲取5～7個(gè)標(biāo)志物位置進(jìn)行矯正，確定無(wú)人機(jī)勘測(cè)的緯度和經(jīng)度。工作人員需要對(duì)無(wú)人機(jī)遙測(cè)獲取的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行篩選，要根據(jù)實(shí)際工作的需要，選取具有較高清晰度和分辨率的影像。

2.2 遙測(cè)數(shù)據(jù)數(shù)字化

工作人員需要將無(wú)人機(jī)遙測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行初始化處理，首先要進(jìn)行幾何矯正，對(duì)無(wú)人機(jī)鏡頭拍攝的影像進(jìn)行矯正，保證不影響拍攝的質(zhì)量。同時(shí)，工作人員需要根據(jù)遙測(cè)圖像的基本特征對(duì)無(wú)人機(jī)的拍攝模式進(jìn)行自動(dòng)匹配，提取最佳的圖像拍攝數(shù)據(jù)。通常情況下，工作人員需要對(duì)無(wú)人機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，保證與拍攝模式的同步性。

利用測(cè)區(qū)多幅影像進(jìn)行連續(xù)點(diǎn)拍攝的時(shí)候，工作人員需要對(duì)空間坐標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)的控制，通過(guò)平差計(jì)算，求解連接點(diǎn)的坐標(biāo)信息并進(jìn)行匹配。利用GPS野外實(shí)測(cè)成果，對(duì)無(wú)人機(jī)拍攝的影像進(jìn)行絕對(duì)形象，然后，輸入相應(yīng)的三維坐標(biāo)，生產(chǎn)所需要的DSM。

2.3指標(biāo)信息獲取

工作人員需要根據(jù)正射影像和DSM的長(zhǎng)度，對(duì)無(wú)人機(jī)拍攝影像的面積、長(zhǎng)度等各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行解釋分析。首先工作人員要將預(yù)處理過(guò)的無(wú)人機(jī)拍攝畫(huà)面導(dǎo)入到數(shù)據(jù)處理軟件，將這些影像數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接和加工，利用軟件中的空中三角測(cè)量功能生成DSM文件。然后，要根據(jù)軟件中云差值計(jì)算方法形成相應(yīng)的三維地形圖。工作人員要利用Are CIS功能將分析獲得的檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)價(jià)，為水土保持工作提供有價(jià)值的參考依據(jù)。

3無(wú)人機(jī)遙測(cè)技術(shù)在水土保持監(jiān)管中的應(yīng)用

3.1生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持監(jiān)管應(yīng)用

為了切實(shí)提升我國(guó)的水土保持工作，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)水土保持項(xiàng)目的監(jiān)管，要利用無(wú)人機(jī)遙測(cè)等新技術(shù)對(duì)城鄉(xiāng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、水土流失情況、土地利用情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)管。首先，工作人員需要對(duì)無(wú)人機(jī)遙測(cè)技術(shù)的監(jiān)管指標(biāo)進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置，通過(guò)無(wú)人機(jī)遙測(cè)成果數(shù)據(jù)獲取各類(lèi)建筑物的占地面積、建造情況、周?chē)乩憝h(huán)境、植被類(lèi)型、水土保持情況等各項(xiàng)數(shù)據(jù)。然后，工作人員要對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行精準(zhǔn)的計(jì)算，要分析水土保持的防治效果，制定短期和長(zhǎng)期巡視目標(biāo)，分階段、分區(qū)域地進(jìn)行水土保持監(jiān)管，預(yù)報(bào)當(dāng)?shù)氐乃磷兓厔?shì)，并提出有效的解決措施。

3.2 國(guó)家級(jí)水土保持重點(diǎn)治理工程監(jiān)管應(yīng)用

近幾年，隨著我國(guó)對(duì)水土保持工作重視程度的不斷提升，水土保持監(jiān)管有著重要的戰(zhàn)略地位。目前，水土流失監(jiān)管內(nèi)容主要包括土地利用、水土保持、植被覆蓋等情況。工作人員需要對(duì)各級(jí)土地的類(lèi)型和占比情況進(jìn)行準(zhǔn)確的分析，要了解當(dāng)?shù)貙?shí)際的水土保持現(xiàn)況，從而確定相關(guān)的治理措施。

在利用無(wú)人機(jī)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的過(guò)程中，工作人員需要對(duì)獲取的影像資料建立相應(yīng)的三維模型。與傳統(tǒng)的遙感技術(shù)相比，無(wú)人機(jī)檢測(cè)技術(shù)能夠?qū)嵤┍O(jiān)測(cè)不同區(qū)域的水土流失的動(dòng)態(tài)情況，滿(mǎn)足治理工作的需要。

3.3 國(guó)家級(jí)水土保持重點(diǎn)預(yù)防工程監(jiān)管應(yīng)用

通常情況下，監(jiān)管的內(nèi)容主要包括土地利用、生態(tài)環(huán)境、預(yù)防效果等。并且需要對(duì)土地類(lèi)型、各級(jí)植被的覆蓋比例、降水量以及年輸沙模數(shù)進(jìn)行分析。工作人員在對(duì)保護(hù)區(qū)進(jìn)行監(jiān)管的過(guò)程中，要重點(diǎn)關(guān)注該區(qū)域的土壤侵蝕情況和土地坡度，要利用無(wú)人機(jī)進(jìn)行影像的采集，并進(jìn)行人機(jī)交互解譯和空間分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)該區(qū)域存在的異常情況，從而進(jìn)行相應(yīng)的防范處理。

4 結(jié)語(yǔ)

在當(dāng)前時(shí)代背景下，加強(qiáng)水土保持工作有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義，要不斷完善無(wú)人機(jī)遙測(cè)技術(shù)的應(yīng)用方法，為我國(guó)的水土保持監(jiān)管工作提供有價(jià)值的參考依據(jù)。

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作者簡(jiǎn)介：何山，本科學(xué)歷，助理工程師，研究方向：水土保持與荒漠化防治。