無人機遙感在水土保持領(lǐng)域的應(yīng)用分析

費明亮

摘要：水土保持是生態(tài)環(huán)境保護領(lǐng)域中的重要組成部分，是江河治理、國土治理、推動區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的根本所在。在當前提倡可持續(xù)發(fā)展，注重生態(tài)文明建設(shè)的背景下，基于無人機遙感存在的靈活性、高分辨率等優(yōu)勢，將其應(yīng)用與水土保持中，包括水土保持方案編制、動態(tài)監(jiān)測、驗收評估等，有利于提升水土保持質(zhì)量。隨著科學技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，無人機遙感在水體保持中的應(yīng)用將得到進一步發(fā)展，并將發(fā)揮至關(guān)重要的作用。

關(guān)鍵詞：遙感;無人機;水土保持

1 無人機遙感技術(shù)在水土保持中的應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著我國水土流失問題的加劇，我國加大了水土流失綜合治理的力度，并進一步提高了水土保持工作的要求，這使得無人機遙感技術(shù)逐步應(yīng)用到水土保持工作中的各個方面。無人機遙感技術(shù)具有智能化、自動化、快速化的優(yōu)勢，在進行勘測與拍攝時不受地形和環(huán)境的影響，雖然是在低空中飛行，但是能夠獲得準確度較高的勘測數(shù)據(jù)，同時可以全天候的進行拍攝和全方位多角度的拍攝，實時進行圖像數(shù)據(jù)的傳輸，從而更好地滿足水土保持工作在數(shù)據(jù)方面的要求?，F(xiàn)階段，無人機遙感技術(shù)在水土保持中應(yīng)用主要體現(xiàn)在數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)數(shù)字化及信息獲取等方面，而且在這一基礎(chǔ)上能夠獲得直觀的拍攝影像、比例尺地形圖、三維測量影像等，然后再結(jié)合這些資料能夠確定監(jiān)測對象的長度、面積、坡度坡向及植被覆蓋等信息，這樣能夠為水土保持工作提供有效的參考信息。

2 無人機遙感技術(shù)

無人機遙感（Unmanned Aerial Vehicle Remote Sensing）是在計算機技術(shù)、電子技術(shù)、遙感技術(shù)等科學技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展與應(yīng)用下，形成的綜合性技術(shù)。無人機遙感能夠以無人機（不載人飛行器）為載體，利用無人機駕駛技術(shù)、遙測遙控技術(shù)、電子通信技術(shù)、遙感傳感器技術(shù)、遙感應(yīng)用技術(shù)、GPS定位技術(shù)等，實現(xiàn)自然環(huán)境信息、國土資源信息、地震災(zāi)害區(qū)域空間信息等的自動化、智能化獲取，并基于數(shù)據(jù)處理與分析，形成高精度三維圖像，進行信息顯示與應(yīng)用[1]。

相對于傳統(tǒng)水土保持所應(yīng)用的巡查法、野外實驗法而言，無人機遙感技術(shù)的優(yōu)勢更加顯著，其不僅成本低廉，水土保持研究調(diào)查工作效率更高，而且應(yīng)用無人機遙感技術(shù)所獲取的數(shù)據(jù)精度相對較高，空間分辨能力強。此外，無人機遙感技術(shù)應(yīng)用的靈活性更強，安全性更高，并能夠在惡劣環(huán)境下，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與處理，為水土保持提供根據(jù)時效性、真實性、全面性的信息。

3 無人機遙感技術(shù)在水土保持中的具體應(yīng)用

3.1 在方案編制中應(yīng)用

在水土保持工作中，主要是采取蓄水保土措施、生物措施及工程措施等預(yù)防治理方法來解決水土流失的問題。其中，在工程措施方面，主要以線裝工程和點狀工程建設(shè)為主，但是線狀工程具有線路長、格局大及建設(shè)內(nèi)容多的特征，一定程度上增加了水土保持方案編制的難度。而應(yīng)用無人機遙感技術(shù)，不用花費太多的人力資源，而且能夠快速地獲取工程項目區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境、水土流失情況等信息，以此為水土保持方案的編制提供有力信息支持。此外，可以根據(jù)無人機遙感技術(shù)所獲得的數(shù)據(jù)繪制成相應(yīng)的地形圖和場景圖，這樣有利于水土流失的監(jiān)測、預(yù)防及治理規(guī)劃。

3.2 無人機遙感應(yīng)用之“監(jiān)督執(zhí)法”

在水土保持過程中，無論是工程措施、生物措施還是蓄水保土措施，皆具有工作面廣、工作量大、工作要求高等特征。因此，需要加強水土保持工作監(jiān)督與管控力度，以保證水土保持措施落實的合理性、合法性、準確性、科學性。而應(yīng)用無人機遙感能夠?qū)崿F(xiàn)“地空一體化”監(jiān)管，以滿足水土保持監(jiān)督執(zhí)法工作需求，提升水土保持監(jiān)督執(zhí)法質(zhì)量與效果。通常情況下，在實踐過程中，應(yīng)用無人機能夠高效、高質(zhì)獲取項目建設(shè)范圍水土保持情況，為工作人員監(jiān)管工作提供信息支持。與此同時，工作人員能夠依據(jù)無人機獲取的影像資料，進行實地與影像解釋標志確定，并基于分析方法的科學應(yīng)用，如面向?qū)ο蠓诸惙?，得到水土保持工作中的防治責任范圍圖，明確水土保持工作防治指標，提升監(jiān)督執(zhí)法規(guī)范性、科學性、準確性、時效性。

3.3 在動態(tài)監(jiān)測中應(yīng)用

水土保持工作最核心的內(nèi)容就是動態(tài)監(jiān)測，其強調(diào)全方位動態(tài)化地對水土流失情況進行檢測，明確水土流失的分布情況、流失程度等情況，從而更好地進行水土保持工作。而無人機遙感技術(shù)在動態(tài)監(jiān)測中的應(yīng)用，能夠進一步提升監(jiān)測的效率與質(zhì)量，而且能夠降低監(jiān)測成本，提高資源利用率。比如，無人機遙感技術(shù)在水利工程建設(shè)中應(yīng)用，可以對建設(shè)區(qū)域進行拍攝，以此獲取建設(shè)區(qū)域水土流失的情況，同時也能夠提取各個施工階段中水土保持工程量、水土流失強度等信息。此外，通過無人機遙感技術(shù)能夠掌握水土保持預(yù)防治理的效果，包括土地治理、植被覆蓋及恢復情況等。

3.4 無人機遙感應(yīng)用之“治理設(shè)計”

在水土保持工作中，針對水土流失問題進行綜合治理時，相關(guān)工作人員需根據(jù)有關(guān)規(guī)定，對治理區(qū)域土地利用情況、林草覆蓋率、林草被破壞率、水土流失強度、水土流失量等情況進行調(diào)研分析，并在此基礎(chǔ)上，進行綜合治理設(shè)計。在此過程中，傳統(tǒng)水土保持調(diào)研分析法，易受空間環(huán)境、人員操作行為、工程擾動等多種因素影響，增加調(diào)查研究難度，影響綜合防治設(shè)計質(zhì)量與防治進程。而應(yīng)用無人機遙感，則可快速、準確獲取所需信息，豐富設(shè)計基礎(chǔ)資料，保證所應(yīng)用措施與方法的準確性、科學性，提升綜合質(zhì)量效果[3]。

3.5 在驗收評估中應(yīng)用

驗收評估是水土保持工作中重要的環(huán)節(jié)，通過驗收評估，以此判斷出水土保持防治的質(zhì)量和標準。而無人機遙感技術(shù)在驗收評估中的應(yīng)用，能夠針對性地進行相關(guān)建設(shè)項目進行檢驗評估。比如水利樞紐棄土渣場、公路鐵路臨時道路等。此外，在無人機遙感動態(tài)監(jiān)測的基礎(chǔ)上，針對項目建設(shè)的具體情況，對該項目建設(shè)過程中水土保持防治的效果進行評估，確保驗收評估的科學性和準確性。

4 存在的問題與展望

利用無人機遙感開展水土保持方案編制、監(jiān)測、監(jiān)管、規(guī)劃、驗收評估等工作，提高了工作效率和數(shù)據(jù)質(zhì)量，推進了信息化水平，效果良好。但在實際應(yīng)用過程中，還存在一些問題影響其發(fā)展。一是目前無人機遙感在水土保持領(lǐng)域的應(yīng)用缺乏相關(guān)的技術(shù)規(guī)程和質(zhì)量標準，導致成果質(zhì)量差異大。二是無人機從業(yè)人員的培訓和管理體系不健全，相關(guān)法律法規(guī)有待完善。從業(yè)人員素質(zhì)差異大，容易給公共安全、人身安全帶來隱患。三是專業(yè)化需求的關(guān)鍵技術(shù)還需要進一步研究突破。目前，應(yīng)針對無人機遙感技術(shù)中存在的電池續(xù)航短、飛行半徑小、通信導航系統(tǒng)受地形影響大、攝影測量精度有待提高、后期數(shù)據(jù)處理軟件等問題進行研究，以尋求突破。隨著航空航天技術(shù)技術(shù)的飛速發(fā)展，越來越多智能化、便捷化和高精度化的新技術(shù)將被應(yīng)用到水土保持工作中來。無人機遙感技術(shù)在水土保持工作已得到了廣泛應(yīng)用，隨著硬件設(shè)備和軟件技術(shù)的發(fā)展與完善，其必將為水土保持工作提供更加重要的技術(shù)支撐，具有廣闊的發(fā)展空間與前景。

5 結(jié)語

無人駕駛飛機簡稱無人機（UAV），是一種有動力、可控制、能攜帶多種任務(wù)設(shè)備、執(zhí)行多種任務(wù)，并能重復使用的無人駕駛航空器[1]。無人機與遙感技術(shù)的結(jié)合，即無人機遙感技術(shù)（UAV-RS），是利用先進的無人駕駛飛行器技術(shù)、遙感傳感器技術(shù)和遙感應(yīng)用技術(shù)等，實現(xiàn)快速獲取空間遙感信息，并完成遙感數(shù)據(jù)采集、處理和分析的應(yīng)用技術(shù)。

參考文獻：

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[3]胡遵仁.水土保持監(jiān)測中無人機遙感技術(shù)的應(yīng)用研究[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2018（07）：115.

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