無人機(jī)遙感技術(shù)在水土保持監(jiān)測中的應(yīng)用

劉巧玲

（臨沂市水利勘測設(shè)計(jì)院，山東 臨沂 276000）

近年來，由于環(huán)境污染以及破壞等問題的影響，水土流失現(xiàn)象日漸嚴(yán)重，水土保持監(jiān)測作為治理水土流失問題的重要基礎(chǔ)工作，也迎來新的挑戰(zhàn)。為了保持生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定以及防止水土流失現(xiàn)象的惡化，無人機(jī)遙感技術(shù)在水土保持監(jiān)測工作中逐漸推廣應(yīng)用。

1 案例概況

選擇山東省臨沂市某處正處于施工期的建設(shè)項(xiàng)目為研究對象，施工區(qū)域周邊無建筑及其他遮擋，視野較為開闊，能夠較好的滿足無人機(jī)作業(yè)要求。該項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容主要包括住宅及商業(yè)樓，總建筑面積為8.96 hm2，無代征用地，建設(shè)區(qū)域內(nèi)工程區(qū)占地2.10 hm2，道路管線工程占地3.35 hm2，綠化工程區(qū)占地3.31 hm2，施工臨時占用0.39 hm2。以此為分類標(biāo)準(zhǔn)，劃分為4 個水土流失防治區(qū)。為更好的控制水土流失防治效果，擬采用無人機(jī)遙感技術(shù)獲取防治區(qū)的水土保持?jǐn)?shù)據(jù)，并采用現(xiàn)場測量方式進(jìn)行驗(yàn)證。

2 無人機(jī)遙感技術(shù)概述和應(yīng)用方式

2.1 概述

無人機(jī)遙感技術(shù)是結(jié)合無人機(jī)飛行、遙測遙控以及遙感應(yīng)用等先進(jìn)技術(shù)，通過對遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行建模處理，實(shí)現(xiàn)自動獲取空中遙感數(shù)據(jù)信息的應(yīng)用技術(shù)。無人機(jī)遙感技術(shù)在應(yīng)用過程中，主要通過飛行器、遙感傳感器以及控制裝置等來進(jìn)行水土數(shù)據(jù)的采集和處理，以便準(zhǔn)確分析水土數(shù)據(jù)信息，從而完成水土保持監(jiān)測工作。在水土保持監(jiān)測工作過程中，特別容易受地理位置和氣候環(huán)境等因素的影響，出現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確或者監(jiān)測結(jié)果達(dá)不到預(yù)期效果等問題[1]。無人機(jī)遙感技術(shù)對氣候條件的要求相對較低，而且機(jī)身較小，拍攝角度寬廣，在水土保持監(jiān)測實(shí)際應(yīng)用中具有適應(yīng)性強(qiáng)、準(zhǔn)確性高以及安全性能穩(wěn)定等特點(diǎn)，方便高效準(zhǔn)確地進(jìn)行水土保持監(jiān)測。

2.2 應(yīng)用特征

無人機(jī)遙感技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中具有操作簡單，靈活方便的特征，工作人員通過無人機(jī)以及遙感控制器等設(shè)備按照規(guī)定的飛行路線，結(jié)合傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測，獲取準(zhǔn)確的水土信息數(shù)據(jù)，再通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，既能確保水土數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，又提高了水土保持監(jiān)測的工作效率。同時，無人機(jī)設(shè)備基本都具備故障自檢功能，在實(shí)際應(yīng)用中如果出現(xiàn)問題可以自動返航，很大程度上降低了水土保持監(jiān)測工作的成本投入。

2.3 應(yīng)用方式

首先通過無人機(jī)飛行器對監(jiān)測區(qū)域進(jìn)行航拍，全面掌握該區(qū)域的具體水土流失情況；其次要對監(jiān)測區(qū)域的水土保持結(jié)果和工程量變化等情況進(jìn)行監(jiān)測；第三通過無人遙感技術(shù)對監(jiān)測區(qū)域的土地流失面積以及危害等因素進(jìn)行監(jiān)測控制；最后針對監(jiān)測區(qū)域的土地實(shí)行動態(tài)監(jiān)測管理，全面掌握準(zhǔn)確的水土保持工程數(shù)據(jù)信息，從而有效保證水土保持監(jiān)測的全面性和準(zhǔn)確性[2]。

3 應(yīng) 用

3.1 方案設(shè)計(jì)

在利用無人機(jī)遙感技術(shù)進(jìn)行水土監(jiān)測工作之前，要進(jìn)行科學(xué)合理的監(jiān)測方案設(shè)計(jì)，制定預(yù)防水土流失的措施。結(jié)合監(jiān)測區(qū)域的地形和施工設(shè)計(jì)圖，制定完整的航拍監(jiān)測路線，確定監(jiān)測范圍，通過無人機(jī)遙感技術(shù)，完成水土保持監(jiān)測工作。在實(shí)際監(jiān)測應(yīng)用中，要在符合要求的時段進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，深入研究分析監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的水土流失情況，結(jié)合監(jiān)測方案設(shè)計(jì)中制定的預(yù)防措施，及時跟進(jìn)方案落實(shí)進(jìn)度，對水土保持監(jiān)測區(qū)域?qū)崿F(xiàn)全面監(jiān)測控制，準(zhǔn)確高效地完成監(jiān)測任務(wù)。

3.2 監(jiān)測內(nèi)容及成果應(yīng)用分析

無人機(jī)遙感技術(shù)在水土保持監(jiān)測應(yīng)用中的主要監(jiān)測內(nèi)容包括以下幾個方面：第一，對監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的水土流失及保持等動態(tài)變化情況實(shí)行水土流失動態(tài)監(jiān)測。工作人員通過結(jié)合傳統(tǒng)監(jiān)測技術(shù)，對特殊地形環(huán)境區(qū)域進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測；第二，對土體類型及流失面積等地質(zhì)情況進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測。借助無人機(jī)遙感技術(shù)計(jì)算各區(qū)域的土地流失面積和使用類型，結(jié)合實(shí)際監(jiān)測結(jié)果，全面掌握水土流失情況；第三，結(jié)合土壤流失的比例以及植被覆蓋率等數(shù)據(jù)，對水土流失的治理效果進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測。通過無人機(jī)遙感技術(shù)對監(jiān)測水土信息數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理，從而判斷是否符合水土保持監(jiān)測的標(biāo)準(zhǔn)[3]。

3.3 監(jiān)測實(shí)施的預(yù)期效果

無人機(jī)遙感技術(shù)在水土保持監(jiān)測應(yīng)用過程中要嚴(yán)格遵守規(guī)范操作流程，對監(jiān)測獲得的水土數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，構(gòu)建完善的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，最后出具專業(yè)的水土保持監(jiān)測報告，確保數(shù)據(jù)結(jié)果能夠真實(shí)反映水土流失情況，從而提升水土保持監(jiān)測工作效率。

3.4 應(yīng)用建議

現(xiàn)階段無人機(jī)遙感技術(shù)在水土保持監(jiān)測應(yīng)用中仍然存在較多問題，在未來的發(fā)展中，應(yīng)結(jié)合多種先進(jìn)的高科技設(shè)備，充分發(fā)揮設(shè)備優(yōu)勢，將無人機(jī)遙感技術(shù)與地面監(jiān)測技術(shù)有效結(jié)合，對監(jiān)測區(qū)域的水土流失詳細(xì)情況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測。另外，監(jiān)測部門也要制定嚴(yán)格的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，方便監(jiān)測人員嚴(yán)格按照操作流程進(jìn)行監(jiān)測管理，及時對無人機(jī)遙感技術(shù)進(jìn)行模擬操作，從而完善無人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用體系。技術(shù)人員也應(yīng)及時對無人機(jī)遙感技術(shù)進(jìn)行更新，有效提升其在水土保持監(jiān)測應(yīng)用中的適應(yīng)性。

4 結(jié)語

無人機(jī)遙感技術(shù)作為新型科技監(jiān)測技術(shù)，對水土保持監(jiān)測工作起著重要推動作用。監(jiān)測部門要重視水土保持監(jiān)測工作的重要性，加大無人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用和推廣力度，完善監(jiān)測管理控制體系，準(zhǔn)確掌握監(jiān)測區(qū)域的水土流失情況，將水土保持監(jiān)測工作落實(shí)到位。