無人機技術在水土保持工作中的應用研究

張 戈

（河北省水利水電第二勘測設計研究院，河北 石家莊 050021）

無人機技術是基于空中平臺，利用遙感傳感器接收信息，獲取需要的圖像信息，其具備反應速度快、分辨率高、自動化和便攜帶等特征。在傳統(tǒng)水土保持模式下，常常存在“看不全、效率低、精度差”等問題，嚴重影響了水土保持工作的開展，無法確保水土保持工作質量。因此，如何有效運用好無人機技術，如何提升水土保持工作質量，成為水土保持優(yōu)化改革的重點。

1 無人機技術應用現(xiàn)狀和問題分析

隨著社會經濟的發(fā)展，人們對生態(tài)環(huán)境的關注度越來越高，水土保持工作壓力也隨之提升。在“天地一體化”管理理念下，水土保持工作內容更加精細化，無人機技術也逐漸應用于水土保持工作中。相比傳統(tǒng)水土保持方法而言，無人機的智能化、高效化特征非常適用于水土保持工作現(xiàn)狀，不僅可以突破時間和空間的限制，還可以及時傳輸遙感圖像信息，確保檢測工作的安全性，進一步提升水土保持數(shù)據的科學性、完善性。根據當前現(xiàn)狀來看，無人機技術在數(shù)據獲取、數(shù)據數(shù)字化以及數(shù)據提取方面非常具有優(yōu)勢，將其應用于水土保持工作中，可以利用無人機技術進行影像拍攝，根據反饋的圖像數(shù)據分析土地狀況，如：土地長度、面積、體積、坡度、坡向和植被覆蓋率等狀況，提升水土保持工作的有效性。此外，無人機技術應用于水土保持工作仍然存在一些問題，如：無人機性能、系統(tǒng)以及影像處理技術等等，都需要進一步改善和優(yōu)化，才能確保水土保持的質量。

2 無人機技術應用于水土保持工作中的策略

2.1 優(yōu)化無人機的飛行性能

當前水土保持工作的無人機主要是固定翼、多旋翼和垂直起降固定翼，根據飛行速度和高度的不同，可以選擇不同的機翼類型。例如，對于固定翼而言，雖然具有飛行速度快、時間長、以及航線技術穩(wěn)定的優(yōu)勢，但是起飛和降落對場地環(huán)境要求比較嚴格，限制了應用范圍。如果是山區(qū)丘陵地區(qū)，大部分區(qū)域都是狹窄、落差大，難以滿足固定翼無人機的需求。對于多旋翼無人機而言，可以靈活控制、懸停起降，受場地限制非常小，但是控制距離有限，無法實現(xiàn)長距離控制，不適用于大面積水土保持作業(yè)。因此，在開展無人機水土保持作業(yè)時，需要綜合利用多類型無人機，根據勘測地區(qū)的實際特征，科學選擇無人機類型，這樣不僅可以提升水土保持檢測質量和效率，還可以發(fā)揮無人機的優(yōu)勢，優(yōu)化水土保持檢測數(shù)據的科學性。

2.2 飛行控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)是飛行的重要功能，是無人機的靈魂和精髓。根據當前現(xiàn)狀來看，無人機控制系統(tǒng)將重點放置在限飛區(qū)域、低電量返航、避障功能以及失聯(lián)返航等方面，更加強調飛行機飛行安全，忽視了航線規(guī)劃和照相控制，導致無法全面應用于水土保持工作中，更無法展示無人機的應用價值。因此，為了提升無人機技術的應用效果，可以強化無人機技術的免相控技術和定時定點拍照技術，豐富無人機的自身的功能。通過這樣的方式，在水土保持工作中，利用無人機技術對目標地區(qū)進行拍照監(jiān)測，有效控制圖像信息獲取質量，這樣不僅可以提升遙感圖像的拍攝質量，為水土保持工作提供優(yōu)質的數(shù)據信息，還可以優(yōu)化無人機的控制功能。

2.3 豐富相機類型，提升數(shù)據精度

無人機技術獲取的數(shù)據精度直接影響圖像精度，所以豐富無人機相機類型，增添相機拍攝的可選擇性，可以有效確保圖像數(shù)據的質量。當前無人機大多采用單鏡頭拼接，其相機體積大、份量重，會影響無人機的正常運行，拍攝的圖像也達不到預想效果。想要得到三維模型，必須采用多個單鏡頭拍攝，結合多航次和航線架構，拍攝出立體三維圖像。這樣不僅消耗了大量的人力物力，增加了成本，還會造成許多無效數(shù)據，影響工作效率。為了提升三維模型構建的效率，可以配置單鏡頭和多鏡頭結合相機的無人機。在水土保持工作中，圖像的精度三維模型非常重要，可以將三鏡頭和五鏡頭進行結合，傾斜攝影拍照，構建出立體的三維模型。另一方面，當前無人機自帶相機像素較低，通常以2000 萬或1200 萬像素為主，導致獲取的圖像數(shù)字信息模比較模糊，達不到圖像精度和拍攝范圍的兩全。2.4 構建專業(yè)化無人機機型，提升應用效果

隨著無人機技術的不斷發(fā)展，專業(yè)性無人機技術需求越來越大。例如，拍攝行業(yè)更傾向于多旋翼無人機，而航測行業(yè)更需要固定翼和垂直起降固定翼無人機，這樣多樣化的需求不僅體現(xiàn)了市場需求的變化，也對無人機專業(yè)化提供了方向。因此，在水土保持工作中，為了提升無人機航測的質量，相關技術人員可以加強無人機飛行穩(wěn)定性、航拍技術以及效果的優(yōu)化，提升信息傳輸質量和數(shù)據分析功能，這樣便可以更好地服務于水土保持工作。同時，飛行控制系統(tǒng)專業(yè)化也非常重要。

3 結語

總而言之，在信息技術快速發(fā)展的環(huán)境下，提升無人機技術的專業(yè)應用功能，可以為水土保持工作提供支撐和幫助。通過分析當前水土保持工作現(xiàn)狀，總結出優(yōu)化無人機飛行性能、優(yōu)化控制系統(tǒng)、推動拍攝相機集成化等策略，有利于無人機技術更好地服務于水土保持工作，促進工作效率和質量的提高。