基于無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的水土保持工程分析

基于無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的水土保持工程分析

關(guān)鍵詞:水土保持；監(jiān)測(cè)；無(wú)人機(jī)；應(yīng)用1引言

水土流失是一個(gè)非常嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，將對(duì)自然生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞。水土保持是生態(tài)文明建設(shè)的核心，水土流失原因復(fù)雜，不同地區(qū)水土流失情況差異很大。在水土流失監(jiān)測(cè)中，衛(wèi)星遙感技術(shù)的應(yīng)用具有明顯的優(yōu)勢(shì)，可以對(duì)水土流失的實(shí)際情況進(jìn)行詳細(xì)的監(jiān)測(cè)，彌補(bǔ)遙感影像技術(shù)的不足，提高水土流失監(jiān)測(cè)的效率。因此，研究無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在水土流失監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用成為當(dāng)務(wù)之急。2當(dāng)前土保持監(jiān)測(cè)技術(shù)的不足2.1監(jiān)測(cè)區(qū)域影響大

中國(guó)幅員遼闊，地質(zhì)條件多樣，發(fā)展不平衡。水土保持監(jiān)測(cè)難度較大。傳統(tǒng)的水土保持監(jiān)測(cè)大多采用人工測(cè)量方法，而人工測(cè)量方法僅適用于小面積水土保持監(jiān)測(cè)，不能排除人為因素的影響，監(jiān)測(cè)精度不高，無(wú)法實(shí)現(xiàn)水土保持監(jiān)測(cè)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)缺乏連續(xù)性。許多地區(qū)，如高原和其他更危險(xiǎn)的地區(qū)，不能人工收集。2.2數(shù)據(jù)采集方法不夠科學(xué)

水土保持監(jiān)測(cè)項(xiàng)目資金不足，導(dǎo)致在實(shí)際實(shí)施過(guò)程中缺乏全面、系統(tǒng)地進(jìn)行監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，無(wú)法為水土保持工作提供有針對(duì)性的數(shù)據(jù)。此外，水土保持監(jiān)測(cè)主要依靠人工數(shù)據(jù)采集過(guò)程，采集效率和準(zhǔn)確性較低，數(shù)據(jù)不能實(shí)現(xiàn)水土現(xiàn)象的預(yù)防和維護(hù)。2.3監(jiān)測(cè)自動(dòng)化程度有待加強(qiáng)

傳統(tǒng)的水土保持監(jiān)測(cè)技術(shù)主要依靠人工調(diào)查，沒(méi)有引入監(jiān)測(cè)過(guò)程，監(jiān)測(cè)結(jié)果依賴于人工。人工采集數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳輸?shù)?，?shù)據(jù)處理速度慢，不能形成動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)圖像，不利于幫助人們判斷水土保持狀況。無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的引入，可以提高水土保持監(jiān)測(cè)的自動(dòng)化程度。無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)正從試驗(yàn)階段逐步過(guò)渡到應(yīng)用階段，但仍存在一些不足，雖然目前還沒(méi)有一個(gè)完整的檢測(cè)系統(tǒng)，但可以改善傳統(tǒng)人工水土保持監(jiān)測(cè)自動(dòng)化程度低的狀況。

3傳統(tǒng)水土保持監(jiān)測(cè)技術(shù)的不足

傳統(tǒng)水土保持檢測(cè)技術(shù)主要是依賴于人工調(diào)研的方式，并沒(méi)有將信息技術(shù)引進(jìn)到監(jiān)測(cè)的過(guò)程中，因此監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)人的依賴性較大。人工采集數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾瘦^低，數(shù)據(jù)處理速度較慢，且不能夠形成動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)圖像，不利于幫助人們判斷水土保持現(xiàn)狀。無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的引進(jìn)能夠改善水土保持監(jiān)測(cè)的自動(dòng)化程度，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)逐漸從試驗(yàn)階段過(guò)渡到使用階段，但仍存在一些不完善的地方，并沒(méi)有形成完整的檢測(cè)體系，盡管如此，其一定程度上還是可以改善傳統(tǒng)人工水土保持監(jiān)測(cè)自動(dòng)化程度較差的現(xiàn)象。4無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在水土保持工程中的具體應(yīng)用

4.1無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在方案編制中的應(yīng)用

水土保持的領(lǐng)域有非常豐富的水土流失預(yù)防和治理辦法，比如工程措施、蓄水保土措施、生物措施等都需要嚴(yán)格的方案編制。工程措施指在施工建設(shè)中水土資源科學(xué)保護(hù)和利用有關(guān)的工程措施，在這些工程的實(shí)施中要想保證措施的充分發(fā)揮基本上將工程分成點(diǎn)狀或者線狀進(jìn)行。線狀工程多涉及公路、鐵路和天然氣管道的建設(shè)，這些線路長(zhǎng)、格局大的工程建設(shè)讓水土保持的方案編制工作有一定的難度。但在無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用下僅利用少量的工作人員就可以在非常短的時(shí)間里完成整個(gè)區(qū)域水土流失的信息數(shù)據(jù)獲取任務(wù)。從水土流失到地表地形、地貌都可以為水土保持方案編制工作提供充足有效的信息支撐。不僅如此，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)還能根據(jù)信息匯總的數(shù)據(jù)建立三維的模擬圖，場(chǎng)景地形一覽無(wú)余，方便相關(guān)人員進(jìn)行項(xiàng)目實(shí)踐和方案預(yù)測(cè)，方便探尋水土保持的工程問(wèn)題，以便更好地做好水土保持預(yù)防和質(zhì)量的規(guī)劃工作。由此可見(jiàn)，將無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)用在方案編制中，其實(shí)是有百利而無(wú)一害的，先進(jìn)的無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)讓檔案編制工作變得信息化、智能化，讓水土保持本身變得科技能量倍增。

4.2影像數(shù)據(jù)處理

目前用于無(wú)人機(jī)遙測(cè)影像的處理軟件較多，本研究選取在水土保持領(lǐng)域使用較為廣泛的瑞士的Pix4Dmapper、俄羅斯的PhotoScan及中國(guó)深圳的PixelMosaic三款航拍處理軟件，這些軟件自動(dòng)化程度高且處理流程簡(jiǎn)單，無(wú)須專業(yè)培訓(xùn)即可快速上手，大大降低了在數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)上的人員要求。其中，PhotoScan軟件數(shù)據(jù)處理流程為:形成照片陣列，軟件自動(dòng)搜索照片中的同名像點(diǎn)，并進(jìn)行匹配，同時(shí)估算每張照片拍攝時(shí)相機(jī)的視角，并對(duì)相機(jī)參數(shù)進(jìn)行校正;基于估測(cè)出的相機(jī)位置和照片，建立密集點(diǎn)云;基于密集點(diǎn)云或者是稀疏點(diǎn)云重建三維多邊形網(wǎng)格，基于該網(wǎng)格可進(jìn)一步生成紋理。Pixel-Mosaic數(shù)據(jù)處理工作流程為:添加影像，正射投影拼圖處理，正射校正拼圖處理，三維重建處理，根據(jù)精度需要設(shè)置控制點(diǎn)數(shù)量。Pix4Dmapper數(shù)據(jù)處理操作更為簡(jiǎn)便，一鍵式進(jìn)行初步處理、空三加密、數(shù)字表面模型和正射影像圖處理，處理完成后通過(guò)像控點(diǎn)編輯器進(jìn)行校正。本研究分別應(yīng)用上述3款軟件進(jìn)行影像數(shù)據(jù)處理，建立三維數(shù)據(jù)模型提取監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，最后對(duì)成果精度進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)束語(yǔ)

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在水土保持領(lǐng)域中的應(yīng)用已經(jīng)成為必然趨勢(shì)，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)能夠克服傳統(tǒng)技術(shù)的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)高精度、高效率、高清晰度的數(shù)據(jù)信息收集，并可以實(shí)現(xiàn)全面、系統(tǒng)、連續(xù)的水土保持監(jiān)測(cè)。相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)在了解其特點(diǎn)的前提下，針對(duì)不同項(xiàng)目選擇合適的監(jiān)測(cè)方法。在典型小流域綜合整治設(shè)計(jì)、方案編制、水土保持動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、監(jiān)督檢查、水土保持驗(yàn)收評(píng)估等方面可以選擇無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)，不斷提升數(shù)據(jù)檢測(cè)的準(zhǔn)確性、科學(xué)性。無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)目前尚在前期的推廣應(yīng)用階段，仍存在著不足和需要進(jìn)一步完善的地方，需要進(jìn)一步加強(qiáng)該技術(shù)的創(chuàng)新研究，不斷提升技術(shù)水平和應(yīng)用范圍。參考文獻(xiàn)[1]石芬芬,田魏龍,萬(wàn)佳蕾.無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在江西省生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持監(jiān)管中的應(yīng)用[J].亞熱帶水土保持,2019,31(04):65-67.[2]劉佳,賀堯.無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在水土保持方案編制工作中的應(yīng)用[J].資源信息與工程,2019,34(06):69-71+74.[3]屈明明.無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在水土保持方案編制工作中的應(yīng)用[J].長(zhǎng)江技術(shù)經(jīng)濟(jì),2019,