無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在水土保持監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

1無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)概述

遙感無(wú)人機(jī)技術(shù)可以有效地結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)、無(wú)人機(jī)飛行技術(shù)和GPS技術(shù)。當(dāng)實(shí)際使用遙感無(wú)人機(jī)技術(shù)時(shí)，它可以有效地控制不同的監(jiān)視設(shè)備并執(zhí)行多個(gè)監(jiān)視任務(wù)。通過(guò)適應(yīng)復(fù)雜的研究背景，可以快速收集、研究區(qū)域的當(dāng)前地形、地貌以及有關(guān)生態(tài)環(huán)境的信息。此外，可以執(zhí)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)測(cè)量建模，以充分展示無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的自動(dòng)化和智能性。無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)所需的設(shè)備類(lèi)型包括控制臺(tái)、飛行器、遠(yuǎn)程監(jiān)視平臺(tái)等，其中，飛行器由平臺(tái)、導(dǎo)航設(shè)備、電氣設(shè)備、動(dòng)力設(shè)備等組成，遙控指示系統(tǒng)是無(wú)人機(jī)中最重要的設(shè)備。使用無(wú)人機(jī)技術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程測(cè)量，可以通過(guò)控制臺(tái)控制飛行器的飛行過(guò)程，并可以收集研究區(qū)域內(nèi)的水和土壤數(shù)據(jù)信息，然后將其傳輸?shù)竭b感測(cè)量平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析。在監(jiān)測(cè)土壤侵蝕時(shí)，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)具有很強(qiáng)的可行性、高精度、高安全性和廣闊的視野。另外，無(wú)人機(jī)的機(jī)殼小且在操作過(guò)程中具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。它可以適應(yīng)復(fù)雜困難的地形條件，并且對(duì)氣候環(huán)境的要求相對(duì)較低?？梢栽诙竞拖募具M(jìn)行監(jiān)控，并且可以根據(jù)實(shí)際需求控制平臺(tái)進(jìn)行監(jiān)管，調(diào)整飛行器的飛行狀態(tài)，并對(duì)監(jiān)視區(qū)域進(jìn)行全面監(jiān)視。

2傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)技術(shù)存在的弊端

要有效防止水土流失和維持生態(tài)穩(wěn)定，就須采取各種現(xiàn)代技術(shù)措施來(lái)監(jiān)測(cè)水土流失。研究設(shè)施可對(duì)整個(gè)項(xiàng)目區(qū)域進(jìn)行實(shí)時(shí)、全面、系統(tǒng)地監(jiān)控，并進(jìn)行評(píng)估，從而為水土保持提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持。在生態(tài)環(huán)境保護(hù)中，水土流失的破壞程度更大，而且由于傳統(tǒng)的水土保持監(jiān)測(cè)技術(shù)存在許多局限性和不足，因此，最重要的是有效、全面地監(jiān)測(cè)水土流失。傳統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)的弊端主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

2.1監(jiān)測(cè)區(qū)域受限

常規(guī)的監(jiān)視方法用人工檢查，這在區(qū)域范圍內(nèi)具有很高的要求。它僅適用于監(jiān)視小區(qū)域，并且受人為因素的影響很大，因此監(jiān)視的準(zhǔn)確性不能滿(mǎn)足規(guī)格要求，從而導(dǎo)致動(dòng)態(tài)監(jiān)視的結(jié)果不準(zhǔn)確。如果要求在大范圍內(nèi)監(jiān)視操作，這將因勞動(dòng)力不足或高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的監(jiān)視而影響員工分配，因此無(wú)法有效完成數(shù)據(jù)收集工作。

2.2自動(dòng)化監(jiān)測(cè)水平較低

在計(jì)算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展的背景下，傳統(tǒng)的監(jiān)視設(shè)備正逐漸成為自動(dòng)化的監(jiān)視工具，但仍需要提高監(jiān)視自動(dòng)化水平。作為自動(dòng)化發(fā)展的產(chǎn)物，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)憑借其低成本和高效率的優(yōu)勢(shì)，已發(fā)展成為監(jiān)測(cè)水土保持的重要技術(shù)工具。無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的主要功能，是精確的數(shù)據(jù)收集和處理以及動(dòng)態(tài)監(jiān)視圖像的最終創(chuàng)建。如今，這項(xiàng)技術(shù)已成為國(guó)內(nèi)外研究人員的熱門(mén)研究問(wèn)題，盡管無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在此階段已經(jīng)從測(cè)試階段轉(zhuǎn)移到使用階段，但是該技術(shù)不是非常先進(jìn)，并且還不能代表完整的監(jiān)視系統(tǒng)。

2.3數(shù)據(jù)采集技術(shù)滯后

數(shù)據(jù)收集有兩個(gè)主要的限制因素：①研究經(jīng)費(fèi)不足、監(jiān)測(cè)范圍不夠、無(wú)法滿(mǎn)足生態(tài)文明建設(shè)和可持續(xù)發(fā)展的要求；②它主要是人工操作，導(dǎo)致數(shù)據(jù)收集的效率和準(zhǔn)確性低，并且不能有效地監(jiān)測(cè)到一些動(dòng)態(tài)變化。通常，監(jiān)視技術(shù)和數(shù)據(jù)收集技術(shù)需要改進(jìn)、改革和更新。

3無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在水土保持領(lǐng)域中的應(yīng)用

3.1典型小流域綜合整治設(shè)計(jì)

在對(duì)典型的小流域進(jìn)行重大改進(jìn)之前，有必要根據(jù)相關(guān)的操作程序，對(duì)其森林和草地、水土流失和土地利用的現(xiàn)狀進(jìn)行全面研究，然后，制定全面的設(shè)計(jì)改進(jìn)計(jì)劃。在此基礎(chǔ)上可以使用遙感技術(shù)獲得以上信息。在沒(méi)有地形圖的情況下，遙感無(wú)人機(jī)技術(shù)還可以獲取區(qū)域坡度數(shù)據(jù)，從而避免了因基本數(shù)據(jù)的缺乏而無(wú)法確定全面的情況。無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)可以克服典型小流域綜合整治過(guò)程中預(yù)防措施的不科學(xué)分配，因此在設(shè)計(jì)典型小流域綜合整治中有著很重要的用途。

3.2動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)

動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)水土保持是無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的主要特征之一。動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)包括對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)各種水土保持?jǐn)?shù)據(jù)的分析以及對(duì)土壤侵蝕分布、土壤侵蝕量和土壤侵蝕強(qiáng)度的分析。然后，可以將相關(guān)信息用于監(jiān)測(cè)水土保持措施的實(shí)施情況，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)具有高精度、高效率的特點(diǎn)，可以及時(shí)獲取被監(jiān)視區(qū)域的數(shù)據(jù)信息和地形圖。此階段的應(yīng)用程序主要集中在建設(shè)項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)上。例如，相關(guān)工作人員可以使用無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)定位地球上的目標(biāo)，然后動(dòng)態(tài)跟蹤地球上的目標(biāo)數(shù)據(jù)，以獲得諸如項(xiàng)目工程量和傳輸量之類(lèi)的信息。無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)的連續(xù)分析可以實(shí)現(xiàn)土壤和巖石材料的變化，并進(jìn)一步確定土壤侵蝕控制的程度、土壤侵蝕控制的條件等指標(biāo)。

3.3監(jiān)督執(zhí)法

水土保持工作的監(jiān)督和執(zhí)行的工作范圍相對(duì)較大，并且涉及的專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域也很多，因此其管理需要結(jié)合使用遙感技術(shù)進(jìn)行高精度圖像數(shù)據(jù)探索以及對(duì)現(xiàn)象的監(jiān)視和控制。無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)還可以幫助相關(guān)人員監(jiān)測(cè)和控制水土保持狀況及相關(guān)措施的實(shí)施，確保水土保持符合國(guó)家有關(guān)政策要求，并有效實(shí)施水土保持措施。遙感無(wú)人機(jī)技術(shù)可以快速獲取監(jiān)管影響數(shù)據(jù)，并可以幫助管理人員實(shí)現(xiàn)全面、準(zhǔn)確、及時(shí)地監(jiān)管。

3.4方案編制

制定水土保持計(jì)劃需要根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)制定不同的計(jì)劃。工程項(xiàng)目可以分為點(diǎn)型項(xiàng)目和線(xiàn)型項(xiàng)目，對(duì)于一些線(xiàn)型項(xiàng)目，如公路、鐵路、管道等項(xiàng)目，編制水土保持方案時(shí)，有必要著眼于其范圍廣泛的特點(diǎn)，這很容易導(dǎo)致數(shù)據(jù)收集不準(zhǔn)確。遠(yuǎn)程無(wú)人機(jī)技術(shù)可以在短時(shí)間內(nèi)迅速熟悉項(xiàng)目的地形，確定項(xiàng)目的特定功能，并了解水土保持的現(xiàn)狀。使用遙感技術(shù)獲得的數(shù)據(jù)可以幫助確定水土保持的防治責(zé)任，以及在施工過(guò)程中應(yīng)采取的水土保持措施，并減少因項(xiàng)目建設(shè)而造成的水土流失。無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)可以根據(jù)已確定的原來(lái)土地和受損土地的位置來(lái)預(yù)測(cè)土壤侵蝕的速度。在制定水土保持措施時(shí)可以參考上述因素，使措施更加精確合理。

3.5水土保持監(jiān)測(cè)及驗(yàn)收

無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)可以監(jiān)測(cè)土壤侵蝕的動(dòng)態(tài)變化。它可以將適當(dāng)?shù)挠?jì)劃和三維圖形結(jié)合起來(lái)，以粗略地定義侵蝕和土壤干擾影響的區(qū)域。它可以分析DEM數(shù)據(jù)并實(shí)現(xiàn)植被覆蓋，根據(jù)相關(guān)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)確定土壤侵蝕程度。將插值方法與使用無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)測(cè)得的數(shù)據(jù)和站點(diǎn)特征結(jié)合使用，以確定土壤堆的數(shù)量。此外，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)還可用于水土保持項(xiàng)目的驗(yàn)收評(píng)估。在原始測(cè)量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，評(píng)估水土保持的結(jié)構(gòu)，建立相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)行實(shí)施措施之前和之后的數(shù)據(jù)信息對(duì)比。在某些山區(qū)和人煙稀少的地區(qū)，遙感技術(shù)可以監(jiān)測(cè)這些地區(qū)，并可以管理和接收水土保持結(jié)構(gòu)的狀況，對(duì)水土流失的防治影響以及對(duì)水土保持的運(yùn)行設(shè)備保護(hù)進(jìn)行查驗(yàn)。

4結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，水土保持工程是生態(tài)環(huán)境保護(hù)的關(guān)鍵部分，是支撐水土保持工程經(jīng)濟(jì)發(fā)展的根本因素，是建設(shè)可持續(xù)發(fā)展生態(tài)文明的基本要求。在這種情況下，無(wú)人機(jī)的遙感技術(shù)將充分利用其靈活性和高分辨率優(yōu)勢(shì)，對(duì)水土保持項(xiàng)目的質(zhì)量產(chǎn)生重大影響。今天，科學(xué)技術(shù)不斷創(chuàng)新發(fā)展，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用將得到進(jìn)一步發(fā)展。無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)將吸收和整合越來(lái)越多的智能和信息先進(jìn)技術(shù)，并將其應(yīng)用于水土保持。這些重要的技術(shù)手段為水土保持項(xiàng)目的發(fā)展提供了可能性。

審核編輯：湯梓紅