無人機(jī)技術(shù)在水土保持監(jiān)督管理中的應(yīng)用

李佳興

摘要：水土保持監(jiān)督管理是從防治水土流失、保護(hù)水土資源的可持續(xù)發(fā)展、維系良好生態(tài)環(huán)境的角度出發(fā)，采取調(diào)查、監(jiān)測和評估等多種技術(shù)手段，對水土流失發(fā)生環(huán)境、發(fā)展態(tài)勢、危害強(qiáng)度和水土保持防治效果等開展的綜合評價與管理。水土保持監(jiān)管是水土保持工作的重要組成部分，也是水行政主管部門的法定職責(zé)和重要職能。按照“把工作重心切實轉(zhuǎn)變到監(jiān)管上來，在監(jiān)管上強(qiáng)手段，在治理上補(bǔ)短板”的水土保持工作總要求，水土流失監(jiān)管工作迫切需要自動化、快速化和信息化。生產(chǎn)建設(shè)項目水土保持監(jiān)管工作需要擾動土地情況、取土（石、料）場、棄土（石、渣）場情況，水土流失情況，水土保持措施情況等現(xiàn)場信息，但監(jiān)管范圍本身具有點(diǎn)多、面廣、量大的特點(diǎn)，獲取資料不易。無人機(jī)遙測有強(qiáng)大測繪功能，可以短時間內(nèi)獲取監(jiān)管所需資料，如擾動地塊邊界確定、水土流失面積的確定、大型棄渣土方量的確定等。本文就無人機(jī)在水土保持監(jiān)管中的應(yīng)用進(jìn)行綜述。

關(guān)鍵詞：無人機(jī);監(jiān)督管理;水土保持

引言

為準(zhǔn)確反映開發(fā)建設(shè)項目水土保持現(xiàn)狀，工程中比較常用的手段是水土保持監(jiān)測，對維持生態(tài)系統(tǒng)平衡以及科學(xué)實施水土保持措施具有現(xiàn)實意義。其中，傳統(tǒng)的監(jiān)測方法有資料分析、現(xiàn)場觀測等。因具有精準(zhǔn)度高、便捷性好、操控性強(qiáng)等特點(diǎn)，在水土流失強(qiáng)度、位置、時間精確判定方面，現(xiàn)代新型無人遙感技術(shù)具有較強(qiáng)實用性，對于推進(jìn)信息化、現(xiàn)代化監(jiān)測發(fā)揮著積極作用。

1水土保持監(jiān)測的重要性

1）系統(tǒng)掌握水土流失區(qū)域動態(tài)數(shù)據(jù)。我國疆土面積遼闊，不同地域之間的自然條件截然不同，自然災(zāi)害種類繁雜，加之人為因素影響，出現(xiàn)大量水土資源嚴(yán)重破壞的現(xiàn)象。根據(jù)不同區(qū)域的情況，運(yùn)用水土保持監(jiān)測技術(shù)設(shè)置不同類型的監(jiān)測點(diǎn)，以獲取水土流失區(qū)域的動態(tài)數(shù)據(jù)及發(fā)展規(guī)律，為水土保持防范措施提供重要理論依據(jù)。受外界因素的干擾以及不擾動侵蝕，我國各區(qū)域地形存在不穩(wěn)定變化，對工程建設(shè)造成安全隱患。對此，開展水土保持監(jiān)測工作，動態(tài)監(jiān)測施工項目區(qū)域的水土流失情況，及時掌握自然災(zāi)害的變化趨勢，可以規(guī)避水土流失損失，最大程度地降低危害。2）提高水土保持規(guī)劃工作的科學(xué)性水土保持監(jiān)測是水土保持規(guī)劃的基礎(chǔ)工作，監(jiān)測過程中采集的數(shù)據(jù)對制定水土保持規(guī)劃和采取相關(guān)治理措施具有科學(xué)意義，同時水土保持監(jiān)測工作能對水土流失區(qū)進(jìn)行實時動態(tài)監(jiān)控，為制定水土保持規(guī)劃及相關(guān)方案節(jié)省了調(diào)查時間，有助于水土保持工作高質(zhì)量運(yùn)行和效率提升，促進(jìn)水土保持規(guī)劃工作科學(xué)發(fā)展。水土保持監(jiān)測工作需要運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，全面監(jiān)測水土流失狀況，為研究水土流失成因、發(fā)展規(guī)律、規(guī)劃等提供依據(jù)，同時要求科研人員不斷提高自身的研究水平，為水土保持學(xué)科領(lǐng)域作出突出貢獻(xiàn)。水土保持監(jiān)測系統(tǒng)能在水土資源和生態(tài)保護(hù)等方面，為相關(guān)決策部門提供防控思路，有效治理水土流失問題。

2無人機(jī)技術(shù)在水土保持監(jiān)督管理中的應(yīng)用

2.1在監(jiān)管水土保持措施實施情況中的應(yīng)用

無人機(jī)可實時監(jiān)測水土保持工程措施、植物措施及臨時防治措施的實施情況，為現(xiàn)場監(jiān)管取證提供客觀全面的依據(jù)。水土保持監(jiān)管單位依此可以判斷建設(shè)單位是否及時、全面、合理布設(shè)水土保持措施、水土保持措施是否按照水土保持方案報告書有效落實、水土保持措施是否合理和有效。采礦工程具有施工面積大，擾動面積廣等特點(diǎn)，通過無人機(jī)監(jiān)測及分析高精度影像，發(fā)現(xiàn)某采礦企業(yè)未嚴(yán)格按照相應(yīng)的批復(fù)要求采用撒播種草的方式進(jìn)行礦坑周邊綠化，而是使植被自然恢復(fù);以養(yǎng)殖企業(yè)的新建廠區(qū)為例，通過無人機(jī)監(jiān)測發(fā)現(xiàn)水土保持工程措施主要實施了漿砌石排水溝、邊坡截水溝，完成率100%，水土保持植物措施包括綠化區(qū)栽植的喬灌木、鋪植的草皮等，完成率40%，邊坡撒播草籽，完成率70%;在京津風(fēng)沙源治理項目驗收中，經(jīng)無人機(jī)拍攝，能夠?qū)Ρ葘嵤┓桨钢械娜拷ㄔO(shè)內(nèi)容及面積。

2.2遙感數(shù)據(jù)的獲取

無人機(jī)航拍正值夏季，在該自然條件下，存在山體陰影以及植被陰影易干擾現(xiàn)場航拍的情況，若盲目觀測將直接影響最終觀測結(jié)果的準(zhǔn)確性，因此選擇在陰天以及陽光直射時航拍。重點(diǎn)考慮渣場、建設(shè)管理營地等測區(qū)，生成各自的DOM模型和DEM模型，精度為0.05、0.20m。規(guī)劃的各個測區(qū)的面積均超過1hm2，兩種模型的精度較高，無論是擾動面積還是土石方量等指標(biāo)，精度均能夠滿足“不小于90%”的要求。

2.3水保措施監(jiān)測

監(jiān)測內(nèi)容包括其他臨時防護(hù)措施、植物措施和工程措施等，以DOM成果為依據(jù)提取生產(chǎn)建設(shè)項目區(qū)水保措施數(shù)量。對臨時護(hù)欄長度及位置的確定可以應(yīng)用其他臨時防治措施監(jiān)測成果，而植被覆蓋度、綠化面積等參數(shù)的確定一般應(yīng)用植物措施監(jiān)測成果，對于植物與工程護(hù)坡位置、土地整治面積等參數(shù)的確定要應(yīng)用到物理工程措施的監(jiān)測成果。

2.4健全管理體制，強(qiáng)化執(zhí)法理念

在水土保持事業(yè)發(fā)展中，水土保持監(jiān)測工作是其長效持續(xù)發(fā)展的基石。因此，相關(guān)部門應(yīng)充分重視各級監(jiān)測機(jī)構(gòu)，并給予多方面的支持。相關(guān)單位應(yīng)完善水土保持監(jiān)測管理體制，科學(xué)布設(shè)各個監(jiān)測點(diǎn)，實時監(jiān)測水土流失治理成效與進(jìn)度，并將GPS定位等現(xiàn)代化管理體系落到實處，促進(jìn)生態(tài)與社會經(jīng)濟(jì)共同發(fā)展。同時還應(yīng)加大執(zhí)法力度，踐行合理執(zhí)法方針，培養(yǎng)專業(yè)法律人才，認(rèn)真學(xué)習(xí)《水土保持法》等相關(guān)法規(guī)，提升執(zhí)法水平，為推動國家水土保持事業(yè)發(fā)展提供明確方向。

2.5預(yù)期成果

在水土保持監(jiān)測中應(yīng)用無人機(jī)遙感技術(shù)時，需要做好原始記錄及提供有效的數(shù)據(jù)信息，嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)規(guī)范保證手續(xù)的完備性，并對數(shù)據(jù)可靠性、真實性進(jìn)行檢查，從而為監(jiān)測工作中的實際應(yīng)用提供支持。對于監(jiān)測的水土流失以及水土保持信息要建立數(shù)據(jù)庫，并撰寫包括必要影像資料、相關(guān)監(jiān)測圖件、監(jiān)測數(shù)據(jù)等內(nèi)容的報告。實際應(yīng)用時無人機(jī)遙感技術(shù)還存在許多不足，現(xiàn)階段尚未形成系統(tǒng)成熟的技術(shù)路線，在水土保持監(jiān)測中的應(yīng)用還處于初級探索階段。例如，目前無人機(jī)監(jiān)測仍以可見光波段為搭載，為滿足不同環(huán)境影響評價需求也可搭載高光譜、紅外線等載荷;在植被、水體等要素監(jiān)測時搭載多光譜成像儀，能夠更加全面地監(jiān)測地表環(huán)境、水體質(zhì)量的動態(tài)揚(yáng)鞭過程，為生態(tài)環(huán)境受項目建設(shè)的影響評價提供支持;此外，考慮體積小、重量輕等優(yōu)勢還可研發(fā)各類采樣設(shè)備。結(jié)合地面監(jiān)測手段實現(xiàn)低空采樣分析，為開發(fā)建設(shè)項目監(jiān)測提供補(bǔ)充。

結(jié)語

綜上所述，水土保持監(jiān)測是一項系統(tǒng)性較強(qiáng)、復(fù)雜度較高的工作，容易在內(nèi)外部因素的干擾下導(dǎo)致結(jié)果失真，必須合理應(yīng)用作業(yè)方法，保證監(jiān)測結(jié)果準(zhǔn)確無誤，在此前提下高效完成監(jiān)測工作。無人機(jī)低空遙感技術(shù)頗具代表性，監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確度較高，且具有可視化特點(diǎn)，合理安排后各項監(jiān)測工作可高效推進(jìn)。本文以某工程項目的水土保持監(jiān)測為例，提出無人機(jī)低空遙測技術(shù)在應(yīng)用中的關(guān)鍵作業(yè)要點(diǎn)，利用實際測量結(jié)果加以驗證，發(fā)現(xiàn)無人機(jī)低空遙測技術(shù)取得的模型、數(shù)據(jù)等信息均具有較高精度，可利用價值高，是一種優(yōu)質(zhì)的水土保持監(jiān)測方法。

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