淺談無人機遙感在水土保持領(lǐng)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(shù)，是指將遙感技術(shù)與無人飛機結(jié)合在一起，然后通過安裝在無人機上面的傳感器對數(shù)據(jù)進行采集，再通過信號的接受和傳遞設(shè)備將采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C中進行數(shù)據(jù)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(lǐng)域應用廣泛。

1 技術(shù)的優(yōu)勢所在

1.1 使用成本低，工作效率高

在無人機進行作業(yè)之前，需要對路線進行設(shè)計和規(guī)劃，然后依靠無人機操作人員對無人機進行遙感作業(yè)，無人機會按既定的軌跡進行飛行和數(shù)據(jù)采集。依靠自身攜帶的攝像機和信息采集傳輸設(shè)備，可以對需要采集的數(shù)據(jù)進行精確的采集，得到精準的點云數(shù)據(jù)。隨著無人機產(chǎn)品的更新?lián)Q代，目前大部分無人機具備自動檢查功能，若在作業(yè)途中系統(tǒng)出現(xiàn)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(nèi)可以對周圍近三百五十平方千米的范圍進行數(shù)據(jù)采集和觀測，這樣無疑可以大幅度提高水土保持調(diào)查的效率。

1.2 操作簡單，靈活方便

無人機在20～30 分鐘之內(nèi)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(shè)備，在需要對森林內(nèi)部等復雜地表進行數(shù)據(jù)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(shè)備進行數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)采集完成后，使用裝備的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，將采集的數(shù)據(jù)第一時間傳輸給計算機端，保證數(shù)據(jù)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(qū)域時，更能靈活地進行工作，保證數(shù)據(jù)采集的全面性和準確性。

1.3 數(shù)據(jù)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(shù)碼照相設(shè)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(shù)據(jù)進行分析處理，得到觀測對象的DEM 和三維影像數(shù)據(jù)，便于后期水土流失數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析，使水土保持調(diào)查數(shù)據(jù)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(jù)小流域綜合治理相關(guān)規(guī)范和實踐經(jīng)驗，小流域治理前，必須要事前對流域內(nèi)的土地利用、植被覆蓋度以及水土保持情況進行縝密的調(diào)查。這些基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)若通過人工調(diào)查將耗費大量人力和時間，且人工調(diào)查獲得的數(shù)據(jù)誤差較大，因此，采用無人機遙感技術(shù)進行小流域現(xiàn)場調(diào)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(shù)據(jù)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(nèi)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(shù)，可大幅地提高數(shù)據(jù)采集的準確性和數(shù)據(jù)采集效率，為之后的治理規(guī)劃與設(shè)計工作提供有力的數(shù)據(jù)支撐。

2.2 水土流失動態(tài)監(jiān)測

水土流失的動態(tài)監(jiān)測，就是使用多種方法和技術(shù)手段，對目標區(qū)域的水土流失分布情況和水土保持情況進行動態(tài)的監(jiān)測和管理。基于無人機遙感技術(shù)的高效和準確性，今后必然會成為天地一體化監(jiān)測系統(tǒng)中的中堅力量。在自身的高精度和時效性的優(yōu)勢之下，無人機遙感技術(shù)能夠更加迅速的得到待監(jiān)測區(qū)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(shù)主要應用于水土保持領(lǐng)域的生產(chǎn)建設(shè)項目水土流失監(jiān)測、重點區(qū)水土流失監(jiān)測、區(qū)域水土流失動態(tài)變化監(jiān)測等。在重點區(qū)水土流失監(jiān)測和區(qū)域水土流失動態(tài)變化監(jiān)測中，技術(shù)人員可結(jié)合衛(wèi)星影像對典型區(qū)域水土流失情況進行精細化的重點監(jiān)測，一方面是對傳統(tǒng)監(jiān)測方法和衛(wèi)星影像處理結(jié)果的對比驗證，另一方面也提高了監(jiān)測精度，為不同尺度水土流失動態(tài)監(jiān)測技術(shù)提供了更多可能。

結(jié)語

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