无人机遥感技术在水土保持方案编制工作中的应用

发表时间:2020/8/13   来源:《城镇建设》2020年第12期   作者:王玉霞
[导读] 伴随着我国科技水平的发展,无人机遥感技术被广泛应用在各个领域中

         摘要:伴随着我国科技水平的发展,无人机遥感技术被广泛应用在各个领域中。无人机遥感属于新型的遥感平台之一,为水土保持监管、监测等工作提供更加准确、及时地获取数据方法,尤其适用于实时获取小范围的遥感数据,在水土保持领域的利用率不断提高。本文简要分析了无人机遥感技术的特点,并探讨了无人机遥感在水土保持领域的应用。
         关键词:无人机遥感技术;水土保持;方案编制;应用
         引言
         我国水土流失非常严重,我国的水土流失表现出复杂、面广、流失量大及危害严重等问题,面对严重的水土流失问题,我国开展了国家水土保持生态综合治理工程,面对一些地理情况复杂的项目,水土保持方案编制工作存在较大的困难,其主要的原因在于复杂的环境导致信息收集及地形勘察需要投入大量的实践和资源。所以,如何解决水土保持方案编制方案工作中的难点,成为了重点关注的课题。
         无人机遥感技术是一种新型的航空遥感手段,这种方案可以让卫星遥感及载人航天遥感更加完善。基于无人机遥感技术可以很好地解决水土保持方案编制工作中的难点。本文的主要内容包含两个部分,前半部分将详细地介绍无人机遥感技术的特点及工作原理,后半部分将重点介绍在水土保持方案编制工作中如何运用这项技术。
         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无人机遥感技术特点
         (1)易于操作,简单高效。无人机遥感系统操作灵活,对项目现场只需要1名操作人员即可完成组装和调试操作,无需指定起降地点,提前规划好飞行路径及飞行高度,即可完成连续作业,无人机轻便小巧,转场作业容易,工作效率较高,特别适合获取线行项目航拍影像(公路、铁路、输变线路及风电场等)。无人机携带的雷达设备,可穿透障碍物获取地面信息,实时传输高清晰的图像数据,从而满足水土保持数据的实时性和准确性。
         (2)成果多样,应用范围广。无人机拍摄成果通过搭载集成了相机和惯导系统的光电仓来获取可见光影像数据和对应的经纬度信息,经过短时间的内业分析,即通过数据处理系统,可自动化获得测定范围内的地形图、数字高程模型(DEM)数据、数字正射影像(DOM)数据以及三维场景影像等,大大提高了水土保持数据的精度。无人机属于低空飞行,搭载高精度数码相机,可以形成分辨率极高的遥感影像,无人机航拍遥感技术可广泛应用于环境保护、生态治理、电力、水力、农业等多个领域。以水土保持工作为例,即可应用于前期的水土保持现场调查工作,也可在水土保持监测及验收工作中发挥重要作用。
         3无人机遥感技术在水土保持方案编制工作中的应用
         3.1小流域的整治管理
         根据小流域综合治理相关规范和实践经验,小流域治理前,必须要事前对流域内的土地利用、植被覆盖度以及水土保持情况进行缜密的调查。这些基础的数据若通过人工调查将耗费大量人力和时间,且人工调查获得的数据误差较大,因此,采用无人机遥感技术进行小流域现场调查已成为大势所趋。在无法获得地形图的情况下,可依靠无人机采集到的数据进行处理分析,得到地形的实际面貌和坡度信息,还可通过无人机拍摄处理后的影像获得流域内土地利用、植被覆盖、水土保持情况等信息。采用无人机遥感技术,可大幅地提高数据采集的准确性和数据采集效率,为之后的治理规划与设计工作提供有力的数据支撑。


         3.2运用无人机遥感技术完成环境勘察工作
         利用无人机遥感技术可以确定环境的路线走向。想要制定完善的水土保持方案,需要保证各个环节达到要求。首先需要对项目开展的路线有一个大致了解,只有明确了道路才能够进一步对于海拔、高挖高填区域及现场情况进行了解。如果路线的选择没有避开一些障碍,会影响项目进度,增加项目难度。单纯通过卫星提供的地形图无法对实际情况有一个直观的了解。这个问题可以通过无人机遥感技术进行解决,具体方式:首先利用无人机进行航拍,将所有的地形及线路走向都记录下来,接着将这些数据地图信息导入卫星地图中。这样在路线确定的过程中如果想要了解某个位置的地形情况或者是路线走向,就可以通过调取数据,高效获取。另外,基于无人机遥感技术可以对许多地貌细节进行记录,这些信息通过传统方式需要花费大量的时间及资源才能够获取。合理地利用无人机遥感技术对于路线情况进行汇总,这样可以保证地图数据的完整性。无人机遥感技术对于地面细节的获取能力,保证了环境勘察的针对性。同时无人机遥感技术的实时信息传递可以保证所有信息的有效性和真实性。
         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。
         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。
         3.4无人机遥感应用之“监督执法”
         在水土保持过程中,无论是工程措施、生物措施还是蓄水保土措施,皆具有工作面广、工作量大、工作要求高等特征。因此,需要加强水土保持工作监督与管控力度,以保证水土保持措施落实的合理性、合法性、准确性、科学性。而应用无人机遥感能够实现“地空一体化”监管,以满足水土保持监督执法工作需求,提升水土保持监督执法质量与效果。通常情况下,在实践过程中,应用无人机能够高效、高质获取项目建设范围水土保持情况,为工作人员监管工作提供信息支持。与此同时,工作人员能够依据无人机获取的影像资料,进行实地与影像解释标志确定,并基于分析方法的科学应用,如面向对象分类法,得到水土保持工作中的防治责任范围图,明确水土保持工作防治指标,提升监督执法规范性、科学性、准确性、时效性。
         结语
         随着无人机遥感各项技术的发展与完善,给水土保持工作提供了更多的技术支持,具有广泛的应用前景与发展空间。相关技术人员应了解无人机遥感技术的优势,并结合实际情况采取针对性的措施,最大限度地发挥无人机遥感在水土保持工作中的应用价值。
         参考文献
         [1]赵俊华,朱艳华.无人机遥感在水土保持领域的应用[J].人民长江,2017,48(12):33-35.
         [2]高宝林,周 全,高 超.山地型风电场工程水土保持方案编制中应注意的问题[J].中国水土保持,2013(1):21-24.
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