试析无人机遥感技术在水土保持中的应用

    常瑞丽 许小梅

    【摘? ?要】 水土保持是我国可持续性发展之中需要重点关注的环节，传统的水土保持监测方法已经无法满足时代的发展。基于科学技术的迅速发展，本文首先探讨了无人机遥感技术地概念，然后阐述了无人机遥感技术的组成以及在水土保持中应用的优点，最后分析了无人机遥感技术在水土保持中应用的方法。

    【关键词】 无人机遥感技术;水土保持;监测

    [Abstract] Soil and water conservation is the key link in the sustainable development of our country， and the traditional monitoring method of soil and water conservation has been unable to meet the development of The Times. Based on the rapid development of science and technology， this paper first discusses the concept of uav remote sensing technology， then expounds the composition of uav remote sensing technology and the advantages of its application in soil and water conservation， and finally analyzes the application method of uav remote sensing technology in soil and water conservation.

    [Keywords] uav remote sensing technology; water and soil conservation; monitoring

    水土保持是維持良好生态环境的关键，对水土流失现象进行监督，分析形成水土流失的原因以及水土流失的强度、危害、影响范围，并及时采取相应的措施加以治理。随着科学技术的不断发展，越来越多先进的技术应用在水土保持之中，尤其是无人机遥感技术在水土保持监测工作中得到广泛的应用。

    1? 无人机遥感技术概念

    无人机遥感技术是将无人飞行技术、GPS定位系统以及计算机技术结合在一起的先进技术，具有方便控制、可携带多种设备、执行多种任务、适应多种条件的特点。通过无人机技术与遥感技术相结合，可以迅速准确地收集地形地貌信息以及生态环境信息，能够在实际工作中完成对遥感数据的处理、建模以及应用，充分体现该技术的自动化、智能化以及专用化，针对不同的项目可以搭载不同的传感器获取相应的数据，目前无人机遥感技术在水土保持、水利、电力、建筑、地质勘察等领域得到广泛的应用。

    2? 无人机遥感技术的组成与优点

    无人机遥感技术主要由飞行器、控制台、通信线路、遥感监测平台、监测设备、地面保障系统以及动态遥感监测决策系统和后期数据处理系统组成。通过控制台控制飞行器利用监测设备对水土数据进行收集，并传输到动态遥感监测决策系统中并进行后期数据分析，最终得到水土信息。飞行器主要由航空器平台、动力装置、导航装置、电气装置以及任务设备组成，这是整个无人机遥控系统中最重要的设备，无论是在组装还是在控制过程中都要由专业的人员按照专业的方法进行，以免出现设备损坏而无法记性水土保持监控工作。

    无人机遥感技术在系统优化层面上主要表现的优点为精度高、实用性强、灵活、安全性高、拍摄角度广、分辨率高。无人机可以进行在50-1000米的范围内的水土数据收集，拍摄精度可以保持在0.1-0.5米之间，具有很高的拍摄精度;无人机机身比较小巧，身形矫健，作业时行动自如，可以适应多种环境，而且机身以及拍摄设备价格比较低廉;利用无人机遥感技术对于气候天气的要求比较低，不论是在冬季还是在炎热的夏季都可以进行监测作业，即使出现安全事故也不会威胁工作人员的人身安全，具有一定的安全性;通过控制平台可以是无人机进行横飞、竖飞以及斜飞的飞行状态，可以全方面的对监测区域数据进行收集，有效解决结构复杂的问题。

    3? 无人机遥感技术在水土保持中的应用

    3.1? 水土保持方案编制

    随着社会的快速发展，对于水土保持方案提出更高的要求。尤其是在大型项目建设时，对于项目概况介绍、使用设施、取土地点、弃土地点的合理性提出更新要求，所以在水土保持方案编制之前，进行现场勘查工作具有重要的意义。传统的现场勘查方法往往是将现状地形图和工程平面图打印出来，并根据地形图以及平面图利用数码相机、计算机和测量工具进行现场勘查，不仅工作量巨大，而且获得数据比较困难，主观性较强。而在水土保持方案编制现场勘查中利用无人机遥感技术可以通过遥感影像和数据分析，在短时间内对所勘测区域的水土情况做到精准掌握，确定建设区水土保持责任，科学的进项分区管理、合理设置水土保持防治工程和植被工程等等。在项目建设中，主要是利用无人机遥感技术编制三维地图，根据方案编制中的原则，合理选择取土场、弃土场的位置，在工程完成后设计水土保持防治措施，以促使该区域恢复水土保持功能。

    3.2? 水土保持监测

    水土保持中的重要组成部分是进行水土保持监测工作，通过水土保持监测工作可以有效的预防和治理水土流失。传统的水土保持监测工作主要采用人工调查的方式进行，但是由于我国地质条件复杂、气候条件差异较大等原因的影响，导致监测精度无法到到规范要求，不能进行动态监控。虽然通过航天技术以及卫星遥感技术进行水土保持监测可以利用卫星技术的周期性进行动态监测，但是受到云层的影响，会导致监测数据精度不准确。另外，由于经费不足，从事水土保持监测的工作人员数量比较少，进行大兴区域监测作业时很难合理分配人手，特别是一些高危的区域，无法根据人工监测的方法进行监测，导致水土保持监测数据不真实。此外，利用人工监测的方法所应用的设备比较落后，基本仪器都是通过人工进行操作，收集数据带有很大的主观性，而且精度不高[1]。

    而随着科学技术的不断发展，将无人机遥感技术应用在水土保持监测工作中可以有效解决传统监测工作中的一些缺陷。第一，无人机遥感技术可以定时对特定区域进行高精度数据分析，实现对监测区域的动态监测，并且很好的解决了卫星影响模糊的问题。第二无人机体型比较小，能够进行低空飞行，所以不受地域的限制，可以对各种空间进行数据、影像的收集，通过无人机遥感技术可以对方圆1000米的范围进行数据分析，而且只需要一个无人机操作人员以及一个数据观察人员就可以完成大面积区域的监测工作，既节省人工成本，又减轻工作人员的工作负担。第三，利用无人机遥感技术可以对监测区域进行全方位的数据收集，借助抵抗飞行技术，有利于满足水土保持监测图像采集的大部分要求，另外无人机可以横飞、竖飞、直飞，拍摄更加清晰的印象，比传统人工监测效率提高3-5倍，為水土保持检测工作提供有力的技术支持[2]。

    3.3? 水土保持监管

    对水土保持进行监管同样是水土保持中的重要工作内容，通过对大型项目的事中、事后进行全方位、全过程、立体化的高效监管，可以了解项目对水土环境的印象程度。传统的水土保持监管工作主要是以现场巡查以及不定时的抽查，根据施工单位提供的施工图纸以及其他施工材料判断水土保持现状，无法对项目进行真正高效、实时准确的监控与管理。

    通过无人机遥感技术对水土保持监管工作进行改良，可以丰富监管手段、提升监管效率，凭借时效性强、精度高、全方位的优点，使监管部门对于水土保持情况有了更直观的了解，而且可以有效避免人为因素对水土保持监管工作的影响，实现对大型项目实时监管，解决水土保持监管难的问题[3]。

    随着水土保持信息化的快速发展，无人机遥感技术为国家重点水土保持治理工程提供了准确的基础数据以及重要的技术支持。通过无人机遥感技术获得高精度的影像之后，可以在影像上建立解释编制，采用人机互译的方法，获得项目影响地表的面积、取土地点、弃土地点、水土流失面积以及水土保持措施等更方面的信息。通过对比分析得出水土保持情况，同时进行全方位的水土保持监管可以保证执法的准确性和高效性，对于不符合规定的施工企业，可以根据无人机遥感技术提供的监管影像进行处罚，并责令其及时进行整改，充分发挥水土保持监管工作的作用。

    4? 结语

    综上所述，随着科学技术的发展，无人机遥感技术在水土保持工作中的应用越来越广泛，通过无人机遥控技术不仅可以提升水土保持方案编制、水土保持监测以及监管的准确性，还可以减少工作人员的投入，节约大量经济成本的投入，因此在以后的工作中要积极完善无人机遥感技术，促进水土保持工作的发展。

    参考文献：

    [1] 李岚斌，金平伟，李 乐，等.无人机遥感技术在生产建设项目水土保持监测中的应用——以清远抽水蓄能电站为例?[J].人民珠江，2019，40（01）：6-11.

    [2] 苗中在.无人机遥感技术在生产建设项目水土保持监测中的应用[J].中国公路，2018（11）：142-143.

    [3] 张雅文，许文盛，韩 培，等.无人机遥感技术在生产建设项目水土保持监测中的应用——以鄂北水资源配置工程为例[J].中国水土保持科学，2017，15（02）：132-139.