無人機(jī)遙感技術(shù)在水土保持工作中的應(yīng)用

關(guān)鍵詞：無人機(jī)；遙感技術(shù)；水土保持

中圖法分類號：TP79 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

無人機(jī)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(jī)遙感技術(shù)已經(jīng)在各類環(huán)境保護(hù)工作中發(fā)揮著重要的作用。在水土保持工作中應(yīng)用無人機(jī)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(jī)遙感技術(shù)分析

1.1無人機(jī)遙感技術(shù)概述

無人機(jī)遙感技術(shù)是集合了無人機(jī)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(jìn)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(hù)等提供可靠依據(jù)。無人機(jī)遙感技術(shù)在實際應(yīng)用中，可以配合遙感數(shù)據(jù)處理、建模與應(yīng)用分析等技術(shù)，對自然災(zāi)害信息、自然環(huán)境信息等進(jìn)行系統(tǒng)分析。無人機(jī)遙感技術(shù)同樣具有機(jī)動性強(qiáng)、時效性良好、經(jīng)濟(jì)性高等優(yōu)點(diǎn)，可執(zhí)行各種類型的監(jiān)測與勘察任務(wù)，在地質(zhì)勘察、水土保持、工程建設(shè)等方面都有比較高的應(yīng)用價值。

1.2無人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)用流程

無人機(jī)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(shè)備、控制臺、保障系統(tǒng)與后期處理系統(tǒng)。在進(jìn)行無人機(jī)遙感作業(yè)時，控制臺主要負(fù)責(zé)控制無人機(jī)飛行器，結(jié)合遙感作業(yè)任務(wù)的要求制定相應(yīng)的飛行航跡，并收集相應(yīng)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(jìn)行后續(xù)的數(shù)據(jù)分析。飛行器作為無人機(jī)遙感作業(yè)執(zhí)行任務(wù)的重要設(shè)備，一般由電氣裝備、動力裝置、導(dǎo)航設(shè)備組成。為了保證無人機(jī)遙感作業(yè)的順利完成，在執(zhí)行任務(wù)前需要對飛行器的各組成部件進(jìn)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(wù)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(jī)進(jìn)行控制，以完成后續(xù)的任務(wù)。無人機(jī)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(wù)時具有比較高的靈活性，目前用于水土保持工作的無人機(jī)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(yīng)考察任務(wù)。

2無人機(jī)遙感技術(shù)在水土保持工作中應(yīng)用的優(yōu)勢

2.1精準(zhǔn)度高

無人機(jī)遙感技術(shù)的數(shù)據(jù)采集和計算過程都應(yīng)用了先進(jìn)的信息技術(shù)，能夠更加快速、準(zhǔn)確地獲得相關(guān)信息，如無人機(jī)遙感中的空三算法與優(yōu)化技術(shù)使無人機(jī)可以按照影像內(nèi)容對監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的信息進(jìn)行自動校準(zhǔn)，并通過通信技術(shù)將得到的數(shù)據(jù)信息用標(biāo)準(zhǔn)化格式輸出，由監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行后續(xù)的數(shù)據(jù)分析。無人機(jī)遙感系統(tǒng)自帶的GPS可以對地理位置進(jìn)行精準(zhǔn)計算，保證了測量過程中的準(zhǔn)確性，操作人員可以在測量中隨時添加控制點(diǎn)，對相應(yīng)點(diǎn)位的參數(shù)進(jìn)行計算，提高空間分辨率，保證測量的精準(zhǔn)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(jī)設(shè)備基本由三部分組成，在實際應(yīng)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(jī)設(shè)備對起降場地的要求較低，可快速完成無人機(jī)的起降。無人機(jī)執(zhí)行任務(wù)期間配合雷達(dá)設(shè)備即可穿越不同地形區(qū)域，及時傳達(dá)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(jī)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(jìn)行自動校正，保證其航拍內(nèi)容的精準(zhǔn)度，也為后續(xù)計算測量提供了良好的幫助。無人機(jī)遙感技術(shù)的自動化處理能力，能夠減輕無人機(jī)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(jī)航拍得到的結(jié)果進(jìn)行處理，更加及時準(zhǔn)確地完成數(shù)據(jù)錄入與輸出，為進(jìn)行后續(xù)工作提供良好條件。

3無人機(jī)遙感技術(shù)在水土保持工作中的應(yīng)用方法

3.1水土保持方案編制

大部分生產(chǎn)建設(shè)項目，如公路、鐵路、天然氣管道等工程項目，在建設(shè)過程中需要考慮其工程特點(diǎn)，進(jìn)行水土保持方案的編制，無人機(jī)遙感系統(tǒng)在水土保持方案編制中具有一定的應(yīng)用價值，可以為方案編制提供更加科學(xué)的指導(dǎo)。無人機(jī)遙感技術(shù)能夠通過飛行器的操縱和遙感技術(shù)的應(yīng)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(jìn)行調(diào)查，在項目正式建設(shè)前，通過無人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用，可以對范圍內(nèi)的自然地理環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行全面收集，為后續(xù)水土流失治理和預(yù)防提供一定的幫助。無人機(jī)遙感技術(shù)在水土保持方案編制中具有極強(qiáng)的適用性，一方面，如公路、鐵路、天然氣管道等建設(shè)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(jī)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(jī)遙感技術(shù)的技術(shù)條件比較優(yōu)越，在實際應(yīng)用中，可以進(jìn)行高分辨率、高精準(zhǔn)度地完成數(shù)據(jù)收集，能夠匯總整個項目建設(shè)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(jī)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(jī)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(shè)區(qū)域的地貌信息、水土流失數(shù)據(jù)等進(jìn)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(jī)遙感技術(shù)的不斷發(fā)展，建設(shè)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(xué)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(yīng)用工程措施、生物措施等對水土資源進(jìn)行保護(hù)，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(jī)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(jìn)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(dāng)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(jìn)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(yīng)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(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用在很大程度上解決了當(dāng)前水土保持監(jiān)督執(zhí)法的問題。無人機(jī)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(jìn)行記錄，監(jiān)管人員可以通過操縱無人機(jī)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(jìn)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(zhǔn)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(jī)遙感技術(shù)進(jìn)行影像資料拍攝，進(jìn)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(biāo)設(shè)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(xué)性與嚴(yán)謹(jǐn)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(jìn)行綜合治理是極為重要的內(nèi)容，無人機(jī)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(jìn)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(shè)等情況，無人機(jī)遙感技術(shù)能夠快速準(zhǔn)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(shè)與主體建設(shè)具有重要意義。無人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用讓水土保持綜合治理取得了更好的發(fā)展，能夠進(jìn)一步延長整個工程綜合防治的進(jìn)程，有利于擴(kuò)大水土保持范圍，提升綜合防治的質(zhì)量。近年來，應(yīng)用無人機(jī)遙感技術(shù)進(jìn)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(jī)遙感技術(shù)全面、快速地收集工程建設(shè)和維護(hù)所需要的數(shù)據(jù)信息，能夠完善設(shè)計工作所需要的基礎(chǔ)資料，提升水土保持措施制定的科學(xué)性與針對性，促進(jìn)區(qū)域生態(tài)環(huán)境改善與經(jīng)濟(jì)效益提升。

3.4水土保持動態(tài)監(jiān)測

無人機(jī)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(shè)和應(yīng)用中的水土流失情況進(jìn)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(xué)指導(dǎo)。無人機(jī)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(jìn)行記錄，實現(xiàn)水土流失情況的實時監(jiān)測。無人機(jī)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(jìn)行分析，探討當(dāng)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(jìn)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(fù)、水土保持初步設(shè)計和施工圖紙設(shè)計與批復(fù)意見為依據(jù)，對項目建設(shè)情況等進(jìn)行評估驗收的過程，無人機(jī)遙感技術(shù)在水土保持評估驗收過程中具有良好的應(yīng)用效果。無人機(jī)遙感技術(shù)能夠在評估與驗收階段對項目進(jìn)行檢查，通過無人機(jī)飛行器的操作和遙感勘探，了解建設(shè)項目的水土保持設(shè)施建設(shè)完成情況、水土保持設(shè)施防治效果、水土保持設(shè)施運(yùn)行質(zhì)量等內(nèi)容，為評估與驗收提供準(zhǔn)確信息。相較于傳統(tǒng)評估驗收調(diào)研，無人機(jī)遙感技術(shù)具有更高的便捷度和精準(zhǔn)度，可以快速跨越山區(qū)、無人區(qū)等線性建設(shè)項目，能夠?qū)εR時道路、跨越溝道、取石料場、棄渣棄土場等進(jìn)行監(jiān)控，為評估驗收匯報相應(yīng)的資料。無人機(jī)遙感技術(shù)能夠真實、全面、準(zhǔn)確地了解項目建設(shè)的具體情況，工作人員在水土保持工作的評估預(yù)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(jìn)行后續(xù)的水土保持工作奠定良好的基礎(chǔ)。

4無人機(jī)遙感技術(shù)在水土保持工作中應(yīng)用的注意事項

無人機(jī)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(yīng)用效果，但在具體應(yīng)用無人機(jī)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(jī)技術(shù)的不足，不斷進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，從而獲得更加準(zhǔn)確的水土保持工作數(shù)據(jù)。無人機(jī)的型號和種類眾多，不同類型的無人機(jī)垂直精度可能存在差異，在實際應(yīng)用中如果選擇與測量不相適應(yīng)的無人機(jī)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(jī)遙感獲得的數(shù)據(jù)時，需要考慮應(yīng)用先進(jìn)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(jī)的抗干擾能力比較強(qiáng)，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(jī)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(shè)中，需要考慮工作費(fèi)用成本，合理規(guī)劃無人機(jī)遙感技術(shù)的使用，避免投入費(fèi)用過高。

5結(jié)束語

無人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)用在水土保持工作中，可以為其提供更加全面、準(zhǔn)確、及時的數(shù)據(jù)信息，無人機(jī)遙感技術(shù)擁有便于操作、精準(zhǔn)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(jī)遙感技術(shù)的監(jiān)測效率較高、使用相對便捷，配合先進(jìn)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(jī)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(yīng)用價值，且隨著其技術(shù)條件的不斷優(yōu)化，無人機(jī)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。