無人機遙測在小流域水土保持綜合治理中的運用

尹成汗

摘 要：現階段下，因我國小流域水土問題非常嚴重，對周圍居民的日常生產生活造成了影響。對此，必須要開展小流域水土保持綜合治理，并且其作為推進我國生態(tài)文明構建的有效途徑，受到了大量專業(yè)人士的關注與重視。因此，本文主要針對無人機遙測在小流域水土保持綜合治理中的運用進行了探討與分析，為后續(xù)工作的開展，以及我國基礎設施的建設提供良好的依據，同時也為相關工作人員后續(xù)研究的開展奠定堅實的基礎。

關鍵詞：無人機；遙測；小流域；水土保持；綜合法理

前言

水土保持主要是從防治水土流失、減少因自然環(huán)境或人為問題所引發(fā)的水土資源流失現象。為了能夠保證小流域附近居民的生命財產安全，必須要加強對小流域水土流失的保持，熟練掌握導致水土流失的因素、危害類型等，并以此提出相應的解決方法來加強水土流失的綜合治理。而無人機遙測系統(tǒng)以其準確度高、影像清晰且智能化程度高等優(yōu)勢被應用其中，這對于提高我國生態(tài)建設決策的科學性具有非?，F實的意義。

1.無人機遙測的技術的優(yōu)勢

1.1自動化處理

無人機遙感系統(tǒng)可有效滿足自動化影像獲取、數據處理等功能，且所得到的數據更加的精準。除此之外，無人機遙感系統(tǒng)還能夠將航拍影像中所有涉及到的數據進行自動化獲取，且在獲取具體信息數據時，能夠根據實際要求來進行校正，以提高精準度。該系統(tǒng)簡單易操作，只需要航拍影像的地面GPS信息，便可在數據管理人員需要時為其迅速提供數據。并且無人機遙感系統(tǒng)能夠將其航拍到的地面信息自動處理成管理人員能夠直接查看的效果，且其格式能夠滿足多個文件的讀取需求，與攝影測量軟件進行集成。

1.2獲取成果全面

無人機遙感系統(tǒng)可以自動生成三維立體模式，方便工作人員在對小流域水土保持情況進行監(jiān)測時，進行一個三維立體景觀制作，且其速度快，數據準確。所有由無人機遙感系統(tǒng)生成的影像，均為自動校正后的結果，糾正了視角偏頗。與此同時，還能夠運用地理信息系統(tǒng)軟件將小流域的水土體質情況進行一個詳細地分析，直觀地展示在管理人員眼前[1]。

1.3快速反應

無人機遙測系統(tǒng)對于數據的處理速度非常地快，能夠在數分鐘內便能夠為管理人員提供正射鑲嵌結果與DEM預覽影像。與此同時，無人機遙測技術對于計算機配置的要求較為普通，利用常見的筆記本電腦便可以完成這一操作，簡單方便，且在設備方面的成本支出較小。

2.無人機遙測技術

2.1遙測數據獲取

（1）無人機飛機軌跡設計。在實際地對小流域進行勘測的基礎上，借助遙感技術所獲取的數據信息為輔助工具，來使管理人員能夠更加準確地掌握小流域的實際情況，并以此作為無人機航拍路線設計的主要依據，需要著重設置無人機起飛與降落點，飛行高度，分辨率等。

（2）地面像控點信息采集。在需要實時監(jiān)測的小流域周圍均勻設置標志物，并且標志物的數量不得少于5～7個，使其能夠構成一個地面像控點，便于提高航拍結果的精準點。

（3）遙測影像信息獲取。在無人機遙測所獲得的數據后，需要對其進行篩選，從中選擇最清晰、精準并且信息全面的影像，之后來調整影像的顏色與亮度。

2.2遙測數據數字化

（1）數據初始化處理。先是將無人機遙測系統(tǒng)的所有數據與影像進行校正，使其能夠最大化呈現上全面將檢測的小流域內實際情況顯現出來。

（2）點云加密。采用上述步驟獲得的空間三維點云是稀疏的，還需對其進行稠密化。通過準稠密化擴散算法，可以在一一定精度內獲得稠密的三維點云結果。

（3）數字表面模型和正射影像生成。通過以上步驟內部運算及初始化處理，基于加密后的點云集合，成果數據最終生，成DSM和正射影像。

2.3指標信息獲取

基于正射影像和DSM數據可獲取目標的長度、面積、體積等信息，以及進行影像解譯分析。①將預處理的多幅無人機影像導人數據處理軟件進行幾何校正、拼接、融合后獲取全景影像，通過空中三角測量功能生成區(qū)域DEM、DOM正射影像，同時基于DEM和軟件內部的點云差值算法加密點云后生成三維地形圖。②基于AreGIS空間分析形成直觀影像，獲取項目建設擾動地表面積、挖填方數量、水土保持措施數量和防護面積等相關數據，快速評價項目區(qū)水土流失量及水土保持措施實施情況。

3.無人機遙測技術的應用

3.1監(jiān)測的內容

加強生產建設項目水土保持監(jiān)管力度，可有效預防和控制水土流失，對規(guī)范城鄉(xiāng)基礎設施建設、土地利用開發(fā)項目等落實水士保持責任具有重要意義。自無人機遙測系統(tǒng)引人松遼流域水土保持監(jiān)督管理以來，共開展多個生產建設項目的監(jiān)管工作，在無人機應用方面積累了豐富的應用經驗和翔實的成果數據。

3.2監(jiān)管過程及效果

根據無人機遙測影像處理后生成的大比例地形數據，分析水土流失情況，建立數字小流域。對于難到達的土壤侵蝕野外調查單元和面積較大的重點治理區(qū)域，利用無人機遙測生成三維地形影像，具有頻次高、精度高、可根據需要實時開展監(jiān)測等優(yōu)點，并可根據監(jiān)測數據實時發(fā)布水土流失綜合治理進度等，還可預測水土流失情況，為重點治理區(qū)防治提供決策依據。同時，成果數據能滿足管理部門對重點治理區(qū)治理情況數據的需求，根據要求實時開展監(jiān)測，可以隨時增加監(jiān)測頻次，利用階段監(jiān)測數據分析治理趨勢，實現動態(tài)管理目的。遠期目標可利用無人機逼測數據建立集治理工作動態(tài)、防治效果、治理建議等為一體的多媒體演示系統(tǒng)，根據管理需要，實時監(jiān)控治理項目進展情況，發(fā)布治理公報，為決策提供依據。

結束語

由上述內容可以得知，隨現代科學信息技術與通信技術的不斷發(fā)展，使得我國在無人機遙感技術方面獲得了明顯的提升。而小流域水土保持作為對我國文明構建具有非?，F實意義的內容，因此必須要對其進行綜合治理，而將無人機遙測系統(tǒng)應用其中，可有效降低治理成本支出，提高數據處理方式的智能化，對小流域的水土保持情況進行實時監(jiān)測、自動化校正與準確化的數據分析，為水土保持監(jiān)管部門能夠及時了解到其所負責的小流域水土流失發(fā)展情況，制定有效的治理對策來保障小流域水土情況與自然環(huán)境。

參考文獻

[1] 張啟偉.淺談谷歌遙感影像和無人機航拍影像在水土流失綜合治理實施方案編制中的一些應用和方法[J].亞熱帶水土保持，2017，29（03）：65-67.