低空无人机遥感在水利工程测绘中的应用研究论文_徐东亮

低空无人机遥感在水利工程测绘中的应用研究论文_徐东亮

林州市方圆建设工程有限公司 河南林州 456550

摘要:在科技飞速发展的时代背景下,各种新兴技术的层出不穷,低空无人机遥感技术应运而生,在一定程度上改善了传统的测绘技术。无人机凭借其感测速度快、灵活等特点区别于传统的测绘方式,并广受各国的一致好评。本文主要探究低空无人机遥感的发展现状、特点以及在水利工程测绘中的应用。

关键词:无人机;遥感测绘技术;水利工程测绘

一、无人机遥感技术的现状

目前,无人机遥感技术已经成为众国家的重要研究对象用来促进本国经济的迅速发展的重要力量。无人机的重要组成部分有飞行器、传感器、GPS以及数据处理系统,它利用无线电设备来控制飞行器以获得所需信息的一种技术,并将计算机、GPS系统、信息通讯以及数据处理技术相互结合的高新技术。传统的信息采集方式有很多的缺点,比如信息采集成本高、受天气好坏影响大、更新速度缓慢等影响了其在测绘方面的应用。两者比较之下,无人机遥感技术凭借其特有的优点,比如:成本不高、好操作、周期不长、成像清晰等,弥补了传统测绘信息采集方式的不足之处。目前,无人机遥感技术已经被我国纳入重要技术范围之内,我国将竭尽自身的科技力量,进一步寻求更好的发展空间,让其快速发展的同时,可以得到各国的广泛利用。

二、低空无人机遥感技术的优点

(一)感测的快速、灵活

无人机不像传统的测绘方式需要配备驾驶员,并能在短时间内到达所要监测的区域,在大范围内进行检测作业。一台无人机通常情况下一天能够监测的范围达到200至320平方公里左右,与传统的测绘方式相比,大大地扩大了监测范围以及提高了监测效率。无人机遥感技术可以同时进行监测和生成该区域清晰的图像,及时了解该区域出现的各种情况。

(二)监测范围广阔

通过设置无人机的具体高度,低空无人机遥感技术可以对不同范围的地区进行实时监测,无论狭窄还是广阔地理空间都可以通过该技术进行监测。无人机进行信息采集之后,用光谱分析技术进行数据的整合与分析,在工作需求量大的情况下,可以同时安排多架无人机,进行大范围的检测,以保证检测的准确度。除此之外,如果有突发事件的发生,无人机的三维仿真模拟技术可以准确的展示出宏观情景,方便采取相应的措施进行应对。

(三)处理数据快且分辨率高

将无人机获取的影像与卫星所获取影像的分辨率进行分析,前者的分辨率要高得高,通常情况下能达到100-500厘米,而且通过相关的数据分析系统,可以迅速的得出所需要的数据,以便更好的了解地形。

三、低空无人机遥感在水利工程测绘中的应用

低空无人机遥感技术的具有非常高的分辨率与机动性,非常适用于水利相关领域,且在抗旱防汛、监测水域、监测水土保持以及水利工程建设管理等方面发挥着显著作用。

3.1在抗旱防汛中的应用

低空无人机遥感技术为一项重要的获取空间数据的方法,具有持续航行时间长、机动灵活、成本低、可在高危地区进行探测等多项优点。在日常的防汛检查工作中,无人机可不受交通限制,能在最短时间内赶往险区的上空,对蓄滞洪区的水库、地形地貌及堤防险段等进行立体查看,根据机载装置数据将影像信息实时传递,在向防洪对策提供可靠、准确信息的基础上,尽最大可能规避风险的发生。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通过应用无人机抗旱防汛系统,政府相关部门可全面了解突发事件状况,并作出迅速反应,在降低工作难度的同时,充分保障参与抗旱防汛人员的生命安全。在抗旱防汛领域,低空无人机遥感技术能够确保政府部门在洪涝旱灾来临时,可及时、准确获取相应的灾情及应急信息,从而为领导的抗灾决策提供决定性的辅助信息。例如在2010年的舟曲泥石流灾害中,无人机小组立即作出响应,并及时采集受灾地区的遥感影像信息,为灾情的评估及有效治理提供了宝贵的数据支持。

3.2在动态监测水域中的应用

人们的日常生活及工业生产均离不开水的支持。然而随着我国人口的急剧增长及工业的快速发展,合理开发利用水资源已成为迫切需要解决的问题,而水源开发的基础便是准确计算出河流分布及流域面积。然而由于之前技术水平有效,许多河流分布及流域面积等资料已难以将当前的状况准确反映出来。

动态监测水域的目的便是将地区内的水域变化情况调查清楚,通过完善水域调查、统计及占补平衡制度,从而使得水域资源信息为社会提供服务,进一步满足水域资源管理及社会发展的需求。在调查水资源中采用低空无人机遥感技术,可大大减少人力、财力的投入。同时,根据已有的水域监测可实现调查结果的更新,全面变更调查水域的权属界线及使用情况,采用计算机自动识别与目视解译的方法采集数据,编辑图形,准确获取水域的动态监测类型、权限及分布等信息,进而建立信息共享的水域动态监测管理系统等。此外,还可在航道开发及水利规划等方面利用无人机水域监测数据。

3.3在监测水土保持中的应用

目前,我国最主要的环境问题即为水土流失。在水土保持研究中,定量调查土壤侵蚀为其重要内容。无人机遥感由于具有动态、快速、经济等优点,已成为调查土壤侵蚀信息的重要方法。土壤侵蚀受到自然及人为多种因素的影响,过程十分复杂。其中,土壤侵蚀类型不同,影响因素也便不同,例如水蚀,可参考土壤侵蚀通用方程的各因子指标,同时考虑结合使用常规方法与遥感技术能否顺利获取,以及在GIS中是否便于存取、计算等。通常情况下选择地形、降水、植被覆盖程度、沟谷密度及侵蚀防治措施等项目,作为估算土壤侵蚀量的因子。此外,对比分析不同时期的土壤侵蚀强度,对水资源保护工程的治疗效果进行评估,从而为以后的水土保持工作提供合理指导。无人机可对研究地区进行低空、低速拍摄,且拍摄的照片能将范围内水土流失的强度、实际状况真实反映出来,为土壤侵蚀的类型、程度,以及植被、地形、管理措施等侵蚀因子的属性提供了充足的数据源。利用低空无人机遥感技术采集的遥感影像信息可为区域内水土流失的发生特点及发展趋势提供有效帮助,为政府部门的水土保持工作提供便利的同时,促进水土流失治理工作的全面开展。

3.4在水利工程建设管理中的应用

水利工程建设管理工作涉及到水利工程安全监测及建设环境的影响分析等方面,而低空无人机遥感技术由于具备实施快、拍摄的影像分辨率高等优点,因而在水利工程领域可发挥出关键作用。水利工程的环境影响遥感监测工作内容包括因工程建设引起的生态变化、土地盐渍化、淹没范围等。利用无人机遥感机动灵活等特点,可向生态环境工程提供科学的数据及可靠的决策依据。此外,结合使用空间信息技术、无人机遥感影像及GPS系统,可顺利开展提防工程及大型水库工程的建设施工及管理工作。

四、结束语

近年来,低空无人机遥感技术的兴起已经成为工程测量的主流发展方向[2]。无人机遥感技术以其快速有效、可大面积测量、测量精度高、受测量环境的影响较小等优点,得到了各国广泛的关注与使用。无人机遥感技术极大的增强了测绘服务能力,并在我国的水利工程测绘中发挥着极大的作用,在一定程度上推动我国经济的发展,希望在新的时期内,低空无人机遥感技术能突破现有的成就,跨入一个全新的阶段。

参考文献:

[1]刘元李.浅析无人机遥感测绘技术在工程测绘中的应用[J].科技创新与应用,2017(01).

[2]曾悦.论无人机遥感技术在测绘工程测量中的应用[J].工程技术,2016(09).

论文作者:徐东亮

论文发表刊物:《基层建设》2018年第24期

论文发表时间:2018/9/11

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