无人机遥感技术在水土保持监测中的应用

发表时间:2021/9/2   来源:《建筑实践》2021年40卷第4月11期   作者:李利清
[导读] 伴随着科技技术的不断提升,给各个行业高速发展的提供有力的支持
        李利清
        内蒙古自治区乌兰察布市丰镇市水利局  012199
        
        摘要:伴随着科技技术的不断提升,给各个行业高速发展的提供有力的支持,现阶段无人机的出现得到了广泛应用。但是,无人机遥感技术在水土保持监测中的应用处于起步阶段,并未形成统一的方法与标准。通过介绍传统监测技术中存在的弊端,结合分析无人机遥感技术的特点,构建辽河流域水土保持监测中无人机遥感技术的应用体系,为该流域水土保持监测水平的提升和水土流失治理提供技术支撑。
        关键词:水土保持监测;遥感技术;无人机
        引言
        由于人民生活水平的提高和国家综合实力的增强以及经济社会的快速发展,加快水土流失治理、促进生态文明建设已成为当前重要的战略问题。为生产建设项目制定和执行水土保持计划、防治水土流失、加强环境治理、加强有关环境建设项目、提高水土保持工作等是目前的重要手段。水土流失防治标准和技术规范的颁布实施,大大提高了水土保持计划的编制水平,逐步规范了水土保持工作和筹备工作,修改了的保护法提倡制定更高要求的水土保持计划。
        1水土保持监测对水土保持的重要性
        水土保持监测工作可以较为高效地应用数据详细分析不同地区水土流失的类型和危害,能够系统性地比较和分析并确定当地水土流失的原因。在动态监测的支持下开展水土保持监测工作,能够对当前水土流失的实际情况有更正确的了解,掌握第一手信息。监测信息精度越高,越有利于为开展水土保持工作奠定坚实的基础,有助于当地采取不同的灾害治理措施,保护生态环境。从宏观层面来讲,水土保持监测是一种实时监控,对于促进生态环境可持续发展有重要意义。
        2无人机水土保持监测流程
        2.1外业数据采集
        根据现场勘察进行航高预定并使用Altizure软件进行航线规划,利用四翼无人机多视角采集地表数据,通过搭载GPS获取飞行过程中的实时位置信息。
        2.2内业数据处理
        利用ContextCaptureMaster软件进行空中三角测量,并对测区边界多余影像数据进行剔除,获取测区数字高程三维模型(DEM)。利用ContextCaptureViewer软件的测量工具在三维模型中选取待测区域,完成对施工占地总面积、扰动地表面积和临时堆土场面积的快速提取。利用RiscanPro软件精确提取堆土点云数据,导入GeomagicSpark软件进行封装生成堆土网格模型,并计算临时堆土的测量体积。
        3遥感技术在水土保持监测中的应用
        3.1监测土壤侵蚀
        在监测土壤侵蚀过程中应用遥感技术需要注意几个方面:首先,应用遥感技术监测土壤侵蚀时拍摄影像的时相对获取土壤侵蚀信息数据的影像较大。加之地面上植被较多,季节变化时地表植被也会结合季节变化,但在监测地面时主要是根据植被覆盖率判断土壤的侵蚀程度,因此必须要注意这方面的信息。其次,监测土壤侵蚀强度时并不能在遥感影像上直接判断,也很难得出更为直观的数据信息。最后,判断土壤侵蚀强度时受到分类工具的多样化影响,在分类时必须对比分析遥感与非遥感信息。
        3.2测绘数据的采集与处理
        无人机遥感技术在测绘领域的应用还涉及到测绘数据的采集与处理,这主要是在技术大融合背景下,无人机与遥感技术两种技术的结合实现了对各行业的推动。

在测绘领域,由于工程师在开展各项工作之前需要对施工现场的环境条件等有一个全面的了解,以此才便于后续施工作业的进行,为了保证测绘数据的精确性,相应的建筑企业以及施工单位逐渐开始应用无人机遥感技术,其在实际应用过程中不仅可以获取精确的数据信息,还可以对所获得的测绘数据进行采集与处理。在无人机遥感技术的应用过程中,其中最为核心的部分就是数据处理系统,其主要是在工程测绘工作中对所采集到的数据信息进行快速处理,对其中不符合要求的数据信息进行快速的清除,这可以使测绘数据具备较高的准确性。后续在对数据信息进行处理的过程中,相应的工作人员可以应用无人机遥感技术对数据信息进行处理,后续输入到计算机中,这可以在备份数据的同时,保证数据的安全性以及保密性。
        3.3监测水土流失
        水土流失是动态变化的过程,工作人员可以根据实际情况采取科学的监测方法,发挥遥感技术作用监测水土流失。卫星遥感影像、卫星监测不同,其特点也具有一定差异。可以应用气象卫星大范围监测地面,因为其对时间具有较高的分辨率,所以用其处理相关信息数据时费用较低。与此同时,像元反映的信息具有较强的地域特点,更适用于范围较大、植被覆盖率高以及物质均一之处。与此对比,卫星资源具有的优点较多,如多时相波段、较高的空间分辨率等,可以更准确地获取到地表信息,但周期并不长,很难及时获取所需的数据。因此,为了最大限度满足水土流失监测在空间、时间方面的要求,在水土保持监测中必须要发挥原有项目建设区域遥感影像资料的作用,应用GPS监测建设项目地区的气候、地形、土地利用情况等,于遥感影像解译后对比各种数据变化情况,最后发挥遥感技术的作用,建立更加完善的水土流失图片库与监测数据范围,以监测结果为基础综合分析获取的数据,提高水土流失监测数据准确性。
        4水土保持监测完善策略
        4.1明确水土保持监测工作管理的新发展方向
        管理工作已经成为保证水土保持监测工作操作水平的关键基础,而明确新的管理方向应当做到以下几点。第一,加强组织领导,强化责任落实,进一步完善顶层设计和监督及考核评估制度,编制监测工作的总体实施方案,提高管理水平。第二,加强队伍建设,做好基层人员培训工作,做好相应的培训计划,建立相应的培训目标。举行全国水土保持监测规范化能力构建活动,提升各级监测机构的履职、保障等能力。第三,要积极贯彻落实各项管控机制。为水土保持监测工艺研发、装置改造做好充分的准备工作,各地政府单位应该在部门工作中加入水土保持监测的内容,进而精准测评政府单位的管控水准。提高各单位人员的工作活力以及工作质量,将水土保持监测管理机制落实下去。
        4.2加强水土保持计划的实施强度
        生产建设项目的水土保持计划包括了初步可行性研究,水土保持计划以及水土保持的初步设计三个阶段。实际上,大多数生产和建设项目都处于该项目的初步设计阶段,就是我们所说的水土保持规划阶段,一些重大项目甚至处于建设阶段。需要生产和建造部门所做的不仅仅是在水土保持方面进行布局,此外,如有必要,应指示相关技术服务机构准备有关初步水土保持项目的具体文件,如果满足变更的条件,则还应编制一份有关水土保持措施变更或取土场所和倒废土的场所变更水土保持补充的报告和其他报告,并将其提交给水行政主管部门批准或备案。对于生产建设项目的监督检查工作各级水行政主管部门要特别加强,对于生产建设单位在执法检查中发现的问题要及时责成,使其积极整改严重的土壤问题,在检查中发现没有整改的,要进行罚款处理,发现由于水土流失造成安全事故发生的,要果断下达停工的命令。
        结语
        随着科技的进步和信息化技术的快速发展,水土保持监测工作在要求高效率的同时,还向着智能化方向发展。无人机遥感技术不仅改进了传统的监测手段,还能提高项目监测的精度和自动化程度。通过本文分析可知,利用无人机遥感技术能收集区域内的数据信息,从而研究分析出各部分监测的内容,突破了传统监测技术的瓶颈,解决了精度低、区域局限性等常见问题,加快了水土保持监测领域的自动化发展。
        参考文献
        [1]张军政,杨军严,董牧.当前生产建设项目水土保持工作存在的问题及对策[J].中国水土保持,2020(12):22-26.
        [2]蔡志洲,袁普金,王森.空天地一体化水土保持监测初探[J].人民黄河,2018,40(4):92-95.
        [3]张陆军.上海市水土流失现状分析研究[J].中国农村水利水电,2013(11):7-10.
        
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