無人機(jī)技術(shù)在點(diǎn)型水土保持監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

武廷科

摘要：在水土保持監(jiān)測(cè)中，無人機(jī)技術(shù)也被廣泛的應(yīng)用。因此，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(cè)和評(píng)估等多種技術(shù)手段，對(duì)水土流失發(fā)生環(huán)境、發(fā)展態(tài)勢(shì)、危害強(qiáng)度和水土保持防治效果等開展的綜合評(píng)價(jià)與管理。

關(guān)鍵詞：無人機(jī)技術(shù);水土保持監(jiān)測(cè);應(yīng)用

1礦山開發(fā)的危害與水土保持監(jiān)測(cè)的作用分析

隨著礦山開發(fā)與建設(shè)工作的持續(xù)開展，會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的環(huán)境問題，導(dǎo)致當(dāng)?shù)氐乃亮魇?、生物多樣性降低等各類問題，較為突出的問題主要包含以下幾個(gè)方面：其一，引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。礦山開采過程中，通常把地下的礦石挖空，礦山周圍的山坡和邊坡都要進(jìn)行開挖，山體的綠色植物被破壞掉，無法保持邊坡的穩(wěn)定，容易引發(fā)地面沉降等各類地質(zhì)災(zāi)害問題，甚至威脅到礦區(qū)周圍居民的生命安全。礦山開采的廢渣堆放在祼露的泥土中，遇到大暴雨極易引發(fā)泥石流大型地質(zhì)災(zāi)害。其二，水利設(shè)施失效與水質(zhì)污染，礦山大量開采地下礦石，挖掘過程需要進(jìn)行排水，地下水的超量抽排，既造成了地下水的水位下降，水源用水量的劇減，使原來的水利設(shè)施失效，影響了農(nóng)業(yè)灌溉。開采礦山過程中的礦坑水、清洗礦石的用水未經(jīng)有效處理直接排放，原來清潔的水質(zhì)都受到污染。其三，水土流失加劇。礦山的大量挖掘開采直接把地面綠色植物破壞，大量抽取地下水，地面的土體受到破壞，植物維持水土的功能在當(dāng)?shù)厮帘３謾C(jī)制中失效，加上排土場(chǎng)地占用礦區(qū)形成的地表溝槽，造成地表的水土流失加劇。通過做好礦山水土保持監(jiān)測(cè)分析與評(píng)價(jià)，因地制宜采取水土保持措施，恢復(fù)礦區(qū)綠色植被，建造水池、水窖，并對(duì)土壤的有色金屬污染固化穩(wěn)定化處理，采取更換等措施對(duì)有害重金屬土壤進(jìn)行處置，采取水源綜合治理等措施，能夠確保當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境得到有效恢復(fù)，進(jìn)而降低當(dāng)?shù)貫?zāi)害發(fā)生的可能性。

2傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)技術(shù)的相關(guān)問題

（一）監(jiān)測(cè)范圍具有局限性。人工調(diào)整已經(jīng)不適用新時(shí)代發(fā)展?fàn)顟B(tài)，其對(duì)指定區(qū)域造成很大影響，只能在小范圍區(qū)域進(jìn)行監(jiān)測(cè)，其問題大多數(shù)來源于人為因素，導(dǎo)致監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確度無法達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，不能發(fā)揮動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)作用。在對(duì)大區(qū)域進(jìn)行監(jiān)測(cè)過程中，因人員數(shù)量嚴(yán)重缺失，未能將監(jiān)測(cè)人員進(jìn)行合理分配，在對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)危險(xiǎn)地帶進(jìn)行監(jiān)測(cè)過程中，人力不能采集相應(yīng)信息。（二）采集信息方法單一化。（1）嚴(yán)重缺少研究精力和成本，不利于監(jiān)測(cè)內(nèi)容統(tǒng)一化、完整化，不利于社會(huì)文明建設(shè)、生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定。（2）大多數(shù)設(shè)施儀器都會(huì)通過人工對(duì)其進(jìn)行操作、應(yīng)用，導(dǎo)致數(shù)據(jù)收集效率不高、準(zhǔn)確度不可靠，不能對(duì)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄。因此，監(jiān)測(cè)技術(shù)不完善依舊是最主要的問題，需要對(duì)水土保持監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集技術(shù)進(jìn)行升級(jí)，才能更好發(fā)揮其作用。盡管無人機(jī)技術(shù)從測(cè)試環(huán)節(jié)上升到工程應(yīng)用，但其技術(shù)能力仍然發(fā)揮不了實(shí)質(zhì)性作用，無法建立健全的監(jiān)測(cè)機(jī)制。

3無人機(jī)技術(shù)在點(diǎn)型水土保持監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

3.1在監(jiān)管擾動(dòng)土地情況中的應(yīng)用

水土保持監(jiān)督管理的一部分工作內(nèi)容就是依據(jù)批復(fù)的水土保持方案防治責(zé)任范圍，判斷建設(shè)期間擾動(dòng)面積是否超出紅線范圍、施工過程中棄土棄渣有無隨意堆放、建設(shè)地點(diǎn)有無變更等內(nèi)容。借助無人機(jī)可以建立比較準(zhǔn)確的三維數(shù)字化模型，可將面積測(cè)量定量化，基于工程情況建立GIS數(shù)據(jù)庫，便于后期進(jìn)行全過程監(jiān)管和數(shù)據(jù)分析比較，圖像視頻直觀比較。

3.2遙感數(shù)據(jù)在水土保持監(jiān)測(cè)過程中的使用

（1）擾動(dòng)面積監(jiān)測(cè)?；贒OM成果，可直接通過目視應(yīng)用GISMAP中對(duì)本項(xiàng)目擾動(dòng)地表進(jìn)行圖斑勾畫，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目擾動(dòng)面積的監(jiān)測(cè)，項(xiàng)目通過無人機(jī)遙感獲取的擾動(dòng)面積為38.21hm，全站儀測(cè)量的擾動(dòng)面積為37.62hm。無人機(jī)遙感對(duì)擾動(dòng)面積監(jiān)測(cè)的誤差為1.6%。（2）土石方監(jiān)測(cè)?；贒SM成果，項(xiàng)目區(qū)地貌類型屬平原微丘，且矸石周轉(zhuǎn)場(chǎng)底部較為平坦，可利用微積分方式，高程差與柵格大小乘積的和計(jì)算土石方量。根據(jù)礦山生產(chǎn)記錄確定矸石量為57.39萬m，無人機(jī)監(jiān)測(cè)結(jié)果為52.88萬m，誤差5.8%。在原始地表較為平緩的條件下，經(jīng)檢驗(yàn)無人遙感技術(shù)計(jì)算的土石方量較為準(zhǔn)確。（3）水土保持工程持措施監(jiān)測(cè)。因無人機(jī)建模數(shù)據(jù)分辨率較高，可在三維模型輸出軟件上清晰顯示水土保持措施，可以對(duì)擋土墻的長度、排水溝的長度、臨時(shí)苫蓋措施面積、綠化措施面積直接測(cè)量，直觀、方便、高效地對(duì)水土保持工程措施實(shí)施進(jìn)度、效果實(shí)施監(jiān)測(cè)。

3.3獲取水土保持生態(tài)建設(shè)基本監(jiān)測(cè)信息

研究水土保持生態(tài)建設(shè)監(jiān)測(cè)信息，其具體內(nèi)容包含數(shù)據(jù)種類、監(jiān)測(cè)對(duì)象位置數(shù)據(jù)和長度、面積數(shù)據(jù)等，主要是借助正射影像得到相應(yīng)數(shù)據(jù)。針對(duì)土地信息使用種類獲取方式，借助人工識(shí)別航片和規(guī)劃區(qū)域的方式完成數(shù)據(jù)獲取工作。（1）針對(duì)具有獨(dú)特性地物，尤其是施工場(chǎng)地、植被等，需要人工對(duì)其作出有效診斷，或通過繪制矢量圖完成。（2）主要針對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域，在剛開始建設(shè)地表解釋圖標(biāo)過程中，利用面向?qū)ο蟮姆椒?，借助多尺度分割成像技術(shù)，計(jì)算出監(jiān)測(cè)對(duì)象的形狀數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)進(jìn)行有效整合，構(gòu)建成規(guī)則集，對(duì)土地信息采取處理和分類。（3）在提取監(jiān)測(cè)對(duì)象的位置時(shí)，結(jié)合地理信息系統(tǒng)并借助數(shù)字模型，直接獲取監(jiān)測(cè)對(duì)象指定位置信息。（4）在獲取對(duì)象長度和面積過程中，利用土地應(yīng)用類型獲取相應(yīng)方法，通過人工區(qū)分方式，借助地被監(jiān)測(cè)對(duì)象長度進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，計(jì)算出相應(yīng)面積。

結(jié)語

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提升，信息化技術(shù)快速發(fā)展，水土保持高質(zhì)量監(jiān)測(cè)的同時(shí)，沿著智能化方向邁進(jìn)。無人機(jī)技術(shù)不僅能改善傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方法，還能提升項(xiàng)目監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性和自動(dòng)化水平。根據(jù)實(shí)際情況，借助無人機(jī)技術(shù)在規(guī)定區(qū)域?qū)崿F(xiàn)信息采集工作，深層研究各方面監(jiān)測(cè)內(nèi)容，調(diào)整傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)技術(shù)，從根本上解決相關(guān)問題，為水土保持監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的智能化發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]松遼水利委員會(huì)松遼流域水土保持監(jiān)測(cè)中心站.無人機(jī)遙測(cè)技術(shù)在水土保持監(jiān)管中的應(yīng)用[J].中國水土保持，2021（09）：73-76.

[2]曾麥脈，趙院，李萬能，等.無人機(jī)在生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持“天地一體化”監(jiān)管中的應(yīng)用[J].中國水土保持，2021（11）：28-31