【摘要】我國水土流失面積大并分布廣泛，傳統(tǒng)水土保持研究調查方法已不能滿足目前水土流失數(shù)據(jù)的獲取需求。無人機遙感技術作為一種新型遙感數(shù)據(jù)獲取手段，非常適合小范圍內高分辨率遙感數(shù)據(jù)的即時獲取，在水土保持領域的應用越加廣泛。本文著重討論了無人機遙感技術在水土保持領域的應用。

【關鍵詞】無人機遙感；水土保持；應用介紹

我國水土流失量大面廣、成因復雜、危害嚴重，掌握不同類型區(qū)水土流失規(guī)律、提出相應防治措施體系的任務十分艱巨。傳統(tǒng)水土保持研究以野外試驗、手工計算為主。雖然通過大量徑流小區(qū)的建立和觀測發(fā)展了一些定量、半定量的水土保持模型，但模型運行所需數(shù)據(jù)獲取、模型計算、結果表達完全依賴手工進行。在計算機技術發(fā)展以后，雖然情況有所改觀，但仍然難以擺脫數(shù)據(jù)獲取和結果表達的限制。但無人機遙感技術能有效彌補傳統(tǒng)研究方法的諸多不足，在水土保持領域的應用前景將十分廣闊。

1無人機遙感技術特點

1.1成本低廉，快捷高效

無人機只需提前規(guī)劃飛行路線，憑借自帶攝影和無線傳輸設備，輔以操作人員在外業(yè)控制點的操作控制，即可獲取高精度的航拍數(shù)據(jù)和點云數(shù)據(jù)。無人機還具備自檢功能，如出現(xiàn)故障，則自動返航至起點上空，等待操作人員排除故障。目前，1名操作人員攜帶1臺無人機在12h內，便可精確獲取近300km線狀工程的航空影像，顯著提高了水土保持調查研究的效率。

1.2操作簡單，機動靈活

無人機在15～30min內即可完成組裝、調試和起飛，對起降場地要求低。無

人機攜帶的雷達設備，可穿透森林植被獲取地表信息，并抵達有人駕駛飛機無法達到的空域、高度或危險地區(qū)，實時傳輸圖像數(shù)據(jù)，從而滿足水土保持數(shù)據(jù)的實時性和全面性要求。

1.3空間分辨率高，數(shù)據(jù)精度高

由于無人機屬于低空飛行，搭載的高精度數(shù)碼成像設備具備面積覆蓋、垂直或傾斜成像的能力，遙感影像分辨率可達到分米級或厘米級，能夠在較小空間尺度上觀察到水土保持防治措施的實施效果。通過計算機數(shù)據(jù)處理軟件對點云數(shù)據(jù)分類處理，輔以遙感影像數(shù)據(jù)，可自動化獲得測定范圍內的地形圖、數(shù)字高程模型（DEM）數(shù)據(jù)、數(shù)字正射影像（DOM）數(shù)據(jù)以及三維場景影像等，大大提高了水土保持數(shù)據(jù)的精度。

2無人機遙感系統(tǒng)工作流程

無人機遙感系統(tǒng)由空中部分、地面部分和數(shù)據(jù)后處理部分組成。其中空中部分包括遙感傳感器子系統(tǒng)、遙感空中控制子系統(tǒng)、無人機平臺。地面部分包括航跡規(guī)劃子系統(tǒng)、無人機地面控制子系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)接收顯示子系統(tǒng)。遙感空中子系統(tǒng)的主要功能：規(guī)劃航線并上傳到飛機上的控制器；飛行中監(jiān)控飛機狀態(tài)，在能可靠傳遞數(shù)據(jù)的時候可以改變部分控制參數(shù)。地面部分主要功能為設計和規(guī)劃航道軌跡，無人機的實時控制與飛行姿態(tài)數(shù)據(jù)的實時接收和遙感影像的顯示。

3無人機遙感技術應用

3.1水土保持方案編制

生產建設項目主要分為點狀工程和線狀工程，長距離線狀工程主要涉及公路、鐵路、石油或天然氣管道工程等開發(fā)建設項目，其水土保持方案的編制，主要面臨工程布局跨度大、線路長、數(shù)據(jù)獲取不足的困難。借助無人機遙感技術可以在短時間內準確掌握建設項目所在區(qū)域的地形地貌和水土流失情況，確定建設項目的防治責任范圍，進行水土保持分區(qū)設置和水土保持防治措施布局。通過無人機遙感傳輸?shù)狞c云數(shù)據(jù)和影像數(shù)據(jù)，繪制項目的大比例尺地形圖和三維影像地圖，進而確定項目取土場、棄土場和棄渣場的位置，預測水土流失量，完成水土保持防治措施的設計。

3.2水土保持動態(tài)監(jiān)測

水土保持動態(tài)監(jiān)測是利用多種方式，對生產項目建設期間的水土流失數(shù)量、水土流失強度及水土流失分布進行動態(tài)監(jiān)測，檢驗項目建設區(qū)水土保持防治措施實施效果。無人機遙感技術，作為“空基”的代表手段，將成為“天地一體化”監(jiān)測系統(tǒng)中的中堅力量。無人機遙感借助其高空間分辨率、高效率的優(yōu)勢，對項目建設區(qū)和直接影響區(qū)進行拍攝，獲取測定范圍內的地形圖、DEM等數(shù)據(jù)。借助野外作業(yè)與對無人機遙感影像的處理，建立影像解譯標志，進而提取擾動面積、水土流失面積、水土保持設施等信息。

3.3水土保持監(jiān)督執(zhí)法

生產建設項目水土保持監(jiān)督工作涉及方面多、工作量大，因此采用高精度遙感影像調查與現(xiàn)場監(jiān)督檢查相結合的“天地一體化”監(jiān)管形式應運而生，全面對建設項目水土保持防治措施和擾動情況進行監(jiān)督管理，確保擾動合法合規(guī)及水土保持防范措施合理達標。無人機憑借全方位視角、覆蓋范圍廣、時效性強等優(yōu)勢，通過遙感控制迅速獲取項目建設范圍內的影像資料，實現(xiàn)對生產建設項目水土保持狀況全方位、實時、高精度的監(jiān)管。借助無人機遙感，能夠及時對建設項目區(qū)各項水土保持防治措施指標進行監(jiān)督管理。

3.4水土保持設施驗收評估

水土保持設施驗收評估指的是對點型建設項目、線型建設項目的重點評估范圍，可采取無人機遙感抽查防治措施的數(shù)量以及質量、保存情況；確定防治責任范圍以及擾動土地整治率、水土流失總治理度、林草植被恢復率、林草覆蓋率等防治指標。點型建設項目的重點評估范圍有火電廠的貯灰場、水利樞紐的取土場和棄土棄渣場、礦山的矸石山（場）等，對于穿越無人區(qū)、山區(qū)的線性建設項目，無人機能夠快速穿越無人區(qū)、山區(qū)核查水土保持設施實施情況，評估棄土（石、渣）場、取土（石料）場、臨時道路、穿跨越河（溝）道、中長隧道、管理站所等沿線關鍵控制點，實現(xiàn)核查評估結果及時反饋。利用無人機遙感獲取水土保持措施實施后項目區(qū)影像，可以大大縮短驗收時間，提高驗收評估的標準與可靠性。

結語

無人機遙感作為一種新型的遙感平臺，目前，無人機遙感技術在水土保持方案編制、水土保持動態(tài)監(jiān)測及驗收評估等方面逐漸得到廣泛應用，隨著軟件技術的發(fā)展與完善，無人機遙感在水土保持領域的各個方面必將發(fā)揮越來越重要的作用。

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