关键词:无人机;遥感技术;水土保持;应用;
引言:水土保持(Soil and water conservation)是针对自然与人为因素引发的水土流失问题,所进行的预防与治理,是一项长期、复杂、综合的系统工程。水土保持在改善生态环境,降低生态灾害产生与影响,推动区域经济优化发展与维护社会和谐稳定上,发挥着至关重要的作用。而无人机遥感技术的产生与应用,为水土保持创新提供了新动力,实现水土保持经济与质量的协调发展。
一、无人机遥感技术应用优势
1、实时监控能力强
无人机最大的特点便是能够在信息样本采集的过程中,完成实时的监控。目前水利行业在执行监督工作中,由于主要采用卫星数据存档,因而时常会发生信息数据滞后的情况。而在水土保持监测当中,最重要的便是实时决策能力。例如在涉及到大型水利项目建设时,由于工程量巨大,因而必须做好全面的监控管理工作。而采用卫星数据采样,必然会存在监督管理的片面性情况。这必然会影响到管理人员防汛与抗旱的有效决策制定。然而采用无人机技术,则可以在重点河段,进行实时的动态拍摄,并将数据送达管理中心。这将为水土保持监测人员,提供更加科学的管理决策支持。
2、不受地域使用限制
由于无人机体型小,能够低空飞行,因而无人机并不受地域限制,能够实现各种空间的数据影像搜集工作。此外,水利工程所涉及到的空间管理范围较大,河流段管理区间较多。因而,借助于无人机完成信息影像的搜集工作,也符合现阶段我国水土保持监测工作的基本需求。通过无人机低空遥感俯拍,关注重点河流区段,能够保障水土保持监测中心,能够在不同时段、不同尺度的空间中,完成对水利工程的管理。清晰的影像数据与实时的动态信息传输,将大大提高水土保持监测工程决策的科学性。
3、近地面航拍成像分辨率高
无人机技术借助于低空飞行,能够满足水土保持监测对图像采集的全部要求。借助于低空航拍,能够获得更加清晰的地面影像。如低空俯拍水源地,能够直接借助于遥感技术提取水源地的资源信息。这是目前无人机水资源管理研究的重点方向,能够为水源地环境管理和防治提供有利的技术支持。
二、无人机遥感技术在水土保持中的应用
1、水土保持方案编制
随着国家改革向纵深推进,水土保持方案的编制进人了一个新的历史阶段,对项目区概况介绍、措施布设和取土场、弃渣场选址的合理性等方面的要求更高。因此,方案编制前期的现场调查、踏勘等工作非常重要。传统的现场调查主要是依据打印现状地形图和主体工程平面布置图,用数码相机、笔记本和测量工具进行现场踏勘,这种方法工作量大、数据获取难、主观性强。UAV-RS技术应用到水土保持方案编制现场踏勘中,编制人员可以通过无人机遥感影像和解译数据,在短时问内准确掌握建设项目区概况,确定项目建设区的水土流失的防治责任范围,科学地设置水土保持分区、合理地布设水土保持防治工程措施、植物措施和临时措施。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通过无人机遥感数据和三维软件建模,制作出项目区地形图和三维地图,依据方案编制中的限制性规定,确定项目取土场、弃土场和弃渣场等的位置,完成主体工程评价和水土保持防治措施的设计,最终达到恢复地貌的水土保持功能
2、水土保持动态监测
随着无人机遥感技术在当前时代的不断发展,无人机所能够携带的传感器设备所提供的遥感影像分辨率从几公里可以缩小到几厘米,达到“影像采集金字塔”的发展目标,可以满足不同的监测作业需求。与此同时,遥感影像的价格也在不断的降低中,采用遥感技术可以有效提升生产生活实际的精度及效率,对于已经开展建设的项目生产也是十分有效的。针对已经开展的实际生产项目来说,可以对生产建设项目在建设运行过程中的灾害情况、防治效果开展监测。构建数据库可以有效的检验水土保持方案实际实施的效果。而以监测地区的区域DEM为基础可以对影像进行深入的纠正处理;通过外业的调查处理构建影像联系实际的解编译标识;结合土壤的侵蚀现状,在已有的三类信息基础之上可以进行矢量图层的向性叠加,并且计算不同划分单元的土壤侵蚀强度,对各级的土壤侵蚀面积实际利用情况进行分析,得到项目监测末期的各项数据,对比得到水土动态监测的成效。
3、水土保持施验收评估
水土保持设施验收评估指的是对建设项目的水土保持设施是否符合设计要求、施工质量、投资使用和管理维护责任落实情况,防治水土流失效果进行评估,對存在的问题提出处理意见等。重点评估主要对象为水土保持设施完成情况,包括水土保持方案批复确定的水土保持工程措施、植物措施和临时措施。
传统的水土保持设施验收评估工程措施以目视、皮尺测量、典型调查为主;植物措施实施情况与效果调查以样方测量、面积推算、查阅材料为主;临时措施以核查内业记录资料为主。传统方法存在工作量大、时间长、数据零散、误差大等不足。UAV-RS技术具有快速高效获得高精度大比例尺地理信息的巨大优势。通过探究研究得出,UAV-RS技术获得的数据精度能满足水土保持设施验收评估的需求,并且较大地提高了评估的精度和效率。在水土保持设施验收评估中,通过对UAV-RS技术获得的真实数据与水土保持设施设计数据、水土保持监理和监测数据进行对比,能够提高水土保持设施验收评估的科学性、可靠性和标准性[。
4、水土保持规划
水土保持规划是指导水土保持实践的行动指南,是控制水土流失、保护和合理利用水土资源的主要依据。前期外业调查是水土保持规划工作的重要组成部分。但是,随着信息技术的快速发展,传统的外业调查技术手段已经无法满足新时代水土保持规划信息化、精准化等要求。无人机遥测技术手段因其成本低、效率高、数据精度高、实时性和全面性等优点,成为水土保持规划项目前期外业调查新的技术手段。在常山县水土保持科技示范园规划项目中,对UAV-RS技术应用于水土保持规划领域进行了探索,取得了很好的效果,并探索出UAV-RS技术用于水土保持规划的技术流程。
三、结论
水土保持是生态环境保护领域中的重要组成部分,是江河治理、国土治理、推动区域经济发展的根本所在。在当前提倡可持续发展,注重生态文明建设的背景下,基于无人机遥感存在的灵活性、高分辨率等优势,将其应用与水土保持中,包括水土保持方案编制、动态监测、验收评估等,有利于提升水土保持质量。随着科学技术的创新发展,无人机遥感在水体保持中的应用将得到进一步发展,并将发挥至关重要的作用。
参考文献:
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[3]吴涛,张彦彦,吴立珍,赵明.无人机遥感技术在海域管理中的应用[J].中国高新技术企业,2014,(29):35-37.
论文作者: 王富雨,
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年13期
论文发表时间:2019/12/9
标签:水土保持论文; 无人机论文; 遥感论文; 技术论文; 数据论文; 影像论文; 措施论文; 《工程管理前沿》2019年13期论文;