无人机遥感技术在水土保持中的应用

发表时间:2020/10/15   来源:《工程管理前沿》2020年7月19期   作者: 肖有斌 肖有奇
[导读] 水土流失是十分严重的环境问题
          
           肖有斌  肖有奇
           新疆中瀚鑫盛工程管理服务有限责任公司  新疆北屯  836000
           摘要:水土流失是十分严重的环境问题,会对自然生态环境造成严重破坏。水土保持是生态文明建设的重点内容,而水土流失成因比较复杂,并且不同区域水土流失的差异较大,因此,要求加强水土流失监测,为水土保持治理提供可靠依据。在水土流失监测中,卫星遥感技术的应用优势明显,能够对水土流失实际情况进行详细监测,而通过将遥感影像技术与无人机技术进行有效结合,可弥补遥感影像技术的不足,提升水土流失监测的高效性。因此,亟需对无人机遥感技术在水土流失监测中的应用要点进行深入研究。
           关键词:无人机遥感技术;水土保持;应用;
引言
           水土保持工程是基于水土流失的问题展开的,而水土流失基本上由自然或者人为的因素引起,所以水土保持的预防和治理其实是一项复杂又长期的系统工程。水土保持工程的有效应用可以改善生态环境,降低或者避免生态灾害产生的不良发展影响,在区域经济、区域社会稳定等各个方面都有非常重要的作用。而无人机遥感技术的产生为水土保持工程的利用创造了新的技术动力,让水土保持创造的经济和质量实现了全面、协调的发展。
1无人机遥感技术研究
           1.1概述
           无人机遥感技术是集成通讯技术、无人机技术、遥感遥控技术以及遥感传感器技术于一体的新型技术。与传统技术相比,无人机技术具有体积小、质量轻等优点,采用了定点起飞方法,对起降场要求低,机动性灵活、成本低,已经成为一种新型的探测技术。无人机遥感技术具有很强的分辨率与实时性优点,与卫星遥感技术相比,可以更好地满足小范围区域的勘察要求。无人机遥感系统以低速飞行的无人机为控制遥感平台,通过搭载不同的遥感传感器,能够实现数据信息采集,包括多光谱成像仪、高分辨率的CCD数码相机以及轻型光学相机等,通过这些设备能快速获取空间遥感信息;信息资料在完成图像矫正、加工之后,可以按照生态环境管理要求制作成不同的遥感影像。在生态环境影响评价中,通过无人机遥感技术,能够对水资源、大气以及固体污染物等情况进行有效评价,使工作人员能够全面评估地区环境情况。因此就目前而言,依托无人机遥感技术进行生态环境影响评价已经成为必然发展趋势。
           1.2特点
           首先是精度高,无人机在进行数据收集的时候,飞行高度一般为50~1000m,拍摄的精度为0.1~0.5m;其次是无人机遥感技术数据采集成本低,可操作性强,无人机遥感技术在使用的时候具有较高的灵活性,身形矫健,不受天气等因素的制约,且拍摄设备早教较低;第三,无人机遥感技术进行数据收集具有较大的安全性,与人工数据采集相比,无人机遥感技术不需要另外搭设特定的升降平台,人工操作简便,能够在不同的温度环境下进行作业,具有较高的安全性;最后无人机遥感技术拍摄角度广,分别率高。无人机遥感技术在进行各类数据收集的过程中,除了能够收集平面的数据信息,同时还具备对竖向、斜向的拍摄能力,能够对复杂结构通过拍摄收集高精度的数据信息,解决了复杂结构相互覆盖影响的问题,能够提供更加全面的信息,信息的精确度和准确度都较高。
2水土保持中无人机遥感技术应用的流程
           水土保持中的无人机遥感技术系统主要由飞行器、控制台、通信线路、遥感监测设备和保障系统以及后期处理系统组成。在进行水土保持信息的采集和处理时主要通过控制台控制飞行器,然后利用监测设备对地面水土流失的信息进行收集,及时传输给动感的监测决策系统,水土信息传输完毕后进行数据汇总和分析,最终得到水土保持的精准信息。

在无人机遥感技术中飞行器主要由动力装置、导航和电气装备等组成,是无人机遥控中最重要的设备,无论进行组装和控制都需要专业人士按照专业的方法操作,这样才能保证设备的安全性,保证水土保持监控工作的准确性。
3无人机遥感技术在水土保持工程中的具体应用
           3.1无人机遥感技术在方案编制中的应用
           水土保持的领域有非常丰富的水土流失预防和治理办法,比如工程措施、蓄水保土措施、生物措施等都需要严格的方案编制。工程措施指在施工建设中水土资源科学保护和利用有关的工程措施,在这些工程的实施中要想保证措施的充分发挥基本上将工程分成点状或者线状进行。线状工程多涉及公路、铁路和天然气管道的建设,这些线路长、格局大的工程建设让水土保持的方案编制工作有一定的难度。但在无人机遥感技术的应用下仅利用少量的工作人员就可以在非常短的时间里完成整个区域水土流失的信息数据获取任务。从水土流失到地表地形、地貌都可以为水土保持方案编制工作提供充足有效的信息支撑。不仅如此,无人机遥感技术还能根据信息汇总的数据建立三维的模拟图,场景地形一览无余,方便相关人员进行项目实践和方案预测,方便探寻水土保持的工程问题,以便更好地做好水土保持预防和质量的规划工作。由此可见,将无人机遥感技术应用在方案编制中,其实是有百利而无一害的,先进的无人机遥感技术让档案编制工作变得信息化、智能化,让水土保持本身变得科技能量倍增。
           3.2人机遥感技术在动态监测中的应用
           水土保持动态监测是无人机遥感技术的主要功能之一,动态监测就是对检测区域内的水土保持情况的各类数据进行分析,分析出水土流失的分布情况、水土流失量以及水土流失强度等相关信息,然后还可以监测水土保持措施的落实情况。无人机遥感技术具有高精度、高效率的特征,能够及时得到监测区域的数据信息和地形图。现阶段的应用主要集中在建设项目的检测方面,比如相关人员可以利用无人机遥感技术确定弃土场的位置,然后根据对弃土场数据信息进行动态监测,获得项目工程量等信息,通过对无人机提供的数据进行连续分析,能够获得取土及石料的变化情况,进一步确认水土流失的治理度、土壤流失控制比等指标。
           3.3无人机遥感技术在治理设计中的应用
           水土保持中的综合治理需要相关工作人员根据水土流失的状况、工程的相关规定对治理区域的土地状况、林草覆盖状况和水土流失状况进行细致、科学的调研分析,并且在这个基础上实施对各个区域综合的治理设计。在这个过程中传统的水土保持方法很难保证治理设计的效果,传统的调研分析方法很容易受到环境、人为、工程扰动等各个方面的影响,不仅增加了调查研究的难度,还影响水土保持工程综合防治治理的进程。但利用无人机遥感技术可以快速准确的获取水土保持工程需要的信息,完善和丰富治理设计的基础资料,保证水土保持措施与方法的准确性和科学性,保证整个工程项目的质量。
结束语
           随着信息技术的发展,无人机遥感技术在水土保持领域中的应用已经成为必然趋势,无人机遥感技术能够克服传统技术的缺点,实现高精度、高效率、高清晰度的数据信息收集,并可以实现全面、系统、连续的水土保持监测。相关人员应当在了解其特点的前提下,针对不同项目选择合适的监测方法。在典型小流域综合整治设计、方案编制、水土保持动态监测等方面可以选择无人机遥感技术,不断提升数据检测的准确性、科学性。
参考文献
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