无人机遥感技术在水土保持监测中的应用探析

发表时间:2020/8/28   来源:《科学与技术》2020年第9期   作者:黄林
[导读] 为提高水土保持监测工作质量,合理应用无人机遥感技术

         摘要:为提高水土保持监测工作质量,合理应用无人机遥感技术,实现对水土保持数据动态获取分析,为水土保持工作开展提供数据参考。下文就无人机遥感技术,在水土保持监测中的应用探析。
         关键词:无人机遥感技术;水土保持监测;云南昆明地区
         引言:
         水土保持监测工作进行时,主要对水土侵蚀与治理工作进行处理,充分利用遥感监测技术,获取相关地区的水土变化数据,进而收集相关侵蚀因素与演变类型,为水土保持工作开展提供依据。基于无人机遥感技术的监测应用,可实现定量定性分析,有效提高了水土保持监测工作开展质量与效果。
         一、无人机遥感技术    
         无人机遥感技术起始主要应用于军事领域,充分利用无人机优势,通过相关设备仪器获得遥感数据信息,而后利用计算机软件系统对相关数据信息进行处理,进而依据工作需求得到相应结果。
         通过对无人机遥感技术的应用效果进行分析可知,该技术的监测精度较高,可满足动态监测工作要求。随着,无人机遥感技术的迅速发展,在多个领域得到实际应用,如水土保持监测工作中,不断对其应用技术方案进行优化,保证无人机遥感技术的应用优势得到发挥。
         二、应用探析
         (一)工程案例
         以云南昆明地区某高速公路项目为案例,该项目的占地总面积达到400多平方千米。鉴于高速公路的占地面积较多,为保证高速公路的整体运行可靠性,需对项目涉及的水土保持进行监测,利用无人机遥感技术开展相关水土保持监测工作,具体工作开展内容如下。
         (二)监测内容
         根据《水土保持监测技术规程》中的相关规定可知,无人机遥感技术对水土保持进行监测时,主要针对以下内容开展相关工作。第一,水土保持流失核心影响因素收集,如利用无人机遥感技术进行水分监测、气候环境监测、工程规划区域监测、土体扰动监测等[1]。
         第二,水土流失的实际状态与危害监测,如项目边坡的水土流失、土体滑移的危害监测等,准确了解水土流失的实际情况,进而对水土流失的危害进行科学预测与防治。
         第三,水土流失防治与实际效果的监测,该环节无人机遥感技术的监测重点,突出对水土保持治理项目的实际建设情况,如周边植被、绿化覆盖率等监测调查,了解水土保持工作的实际开展效果。
         (三)监测方案
         无人机遥感技术监测技术方案确定时,依据该工程项目的建设资料,分析对应区域的地质地貌,进而制定科学合理的无人机遥感监测飞行路线,如飞行的具体高度、位置、角度等。基于无人机飞行对相关水土保持信息进行获取,后续对获取相关数据信息进行处理,利用ERDAS功能中的LPS选项,实现对相关遥感监测数据的转化分析。通过LPS技术的合理应用,可快速便捷的对相关数据信息进行分析处理,有效提高了相关数据处理工作效率[2]。
         在LPS技术应用时,首先需对获取的相关监测数据信息进行预处理,进而主动消除异常操作与异常航测产生的错误数据信息。而后,则是对测量仪器设备的工作参数进行调整,并对飞行高度进行调控,进而直接生成相关POS数据信息。最后,则是对LPS数据信息进行快速录入,并创建相关数据工程信息,为影像资源、高程数据的导入建构条件。通过对同名数据点的合理剔除,进而得到相关数据信息,生成DEM数据模型,为后续的水土保持监测工作开展铺垫基础。DEM数字高程格网模型,如下图1所示。


         图1 DEM数字高程格网模型
         在DEM数字高程格网模型建构后,应当将LPS中的录入数据、航测获得的影像资料,有效导入到高程格网模型当中,建构如下图2所示,DEM三维立体影像模型,合理融入相关监测数据与系统,实现对项目水土保持监测,发挥出无人机遥感技术与DEM数据处理优势。
 
         图2 DEM三维立体影像模型
         (四)监测成果
         在对高速公路项目进行水土流失动态监测时,依据项目的施工设计图纸与相关三维图形,编制相关监测技术方案,合理客观计算项目建设可能扰动的土体位置实际区域。通过对工程原始数据信息进行分析处理,进而获得项目建设周边水土植被覆盖率,并利用DEM数据模型,对覆盖率进行指标评价,界定项目建设区域水土侵蚀的实际程度。如技术人员采取插值法计算方式,对项目建设的土石方堆放场地进行控制点计算处理,进而分析项目建设地质地貌,计算出土石方的总体堆放量,掌握堆放面积对水土流失产生的实际影响。
         水土保持监测工作开展时,基于无人机遥感技术的应用,收集相关数据信息,并对水土保持的植被栽种面积进行估算,评价高速公路项目周边区域的水土保持实际效果与工程整体运行可靠性。
         在水土保持综合效益监测评估时,应当对航测数据、水土流失治理数据、植被覆盖率等指标信息进行科学分析。同时对项目开展水土保持措施的前后效果进行对比分析,进而生成项目的水土保持监测成果。为保证监测成果具有可视性,应当基于项目三维模型,主动融合GIS系统数据、DEM影像数据、3DS数据模型,建构可视化三维监测成果,便于研究人员对其项目进行整体评估分析。
         三、应用建议
         水土保持监测工作开展阶段,为充分发挥出无人机遥感技术,应当对技术应用进行科学管理。如无人机的飞行路线设计,为达到预期遥感测量精度,应当以实际地貌为基准,设计相关技术测量控制,保证遥感测量数据的精度达到预期项目要求。通过GPS系统或北斗导航系统,进行控制点坐标收集,并利用全站仪进行实地测量,将控制点数据进行解译,为后续影像处理与模型建构提供基础。
         如原始数据处理时,应当利用相应APP软件进行图片处理,并自动搜索相关同名像点。在数据匹配后对设备参数进行调整,保证后续设备遥感测量工作开展的可行性与可靠性。未来水土保持监测工作发展过程中,不仅需利用无人机遥感技术,同时需引进新的测量技术,提高水土保持监测工作可行性。
         四、结束语
         水土保持监测工作的开展非常重要,为主动规避水土流失与自然灾害问题出现。在相关项目建设过程中,利用无人机遥感技术进行动态水土流失监测,进而了解到水土保持的实际情况,便于开展相关水土保护工作。
         参考文献: 
[1]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.
[2]张雅文,许文盛,沈盛彧,王志刚,张平仓.无人机遥感技术在生产建设项目水土保持监测中的应用——方法构建[J].中国水土保持科学,2017,15(01):134-140.
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