无人机遥感技术在水土保持中的应用

　　摘要：经济的快速发展不应以牺牲生态环境为代价，我国将生态环境保护作为经济发展的根本点和立足点，持续加强对生态环境的保护投入，为营造良好的生态环境而努力。水土流失是影响自然发展、生态平衡、制约经济发展的重要因素，尤其在当前可持续发展的战略背景下，生态环境保护已经成为社会发展的重要方向，水土保持的综合治理显得尤为重要。水土保持在科技飞速发展的今天也出现了新的形式，比如无人机遥感技术下的水土保持在当下环保工程中发挥着重要的作用。文章以无人机遥感技术为研究对象，从其概念入手，对其在水土保持中的具体应用进行简单分析，并对无人机遥感在水土保持中的重要意义做出阐述，以供相关人士参考交流。

　　水土保持工程是基于水土流失的问题展开的，而水土流失基本上由自然或者人为的因素引起，所以水土保持的预防和治理其实是一项复杂又长期的系统工程。水土保持工程的有效应用可以改善生态环境，降低或者避免生态灾害产生的不良发展影响，在区域经济、区域社会稳定等各个方面都有非常重要的作用。而无人机遥感技术的产生为水土保持工程的利用创造了新的技术动力，让水土保持创造的经济和质量实现了全面、协调的发展。

　　1.无人机遥感技术

　　无人机遥感技术是多个先进技术的综合应用，是在计算机技术、电子技术和遥感技术等科学技术的创新发展中形成的先进技术，包含无人机飞行技术、GPS定位技术和计算机技术等。无人机遥感技术以无人机为载体，利用技术优势将水土保持工程中需要的自然环境信息、资源信息、灾害信息等以自动化、智能化的方式获得，然后利用计算机数据分析和处理系统，将信息汇总建成模型、图像，方便信息的显示和应用。无人机遥感技术方便可控、适应广泛、任务执行多样的特点让其在水土保持、水利、建筑、地质勘察等各个领域都到了充分的应用。

　　与传统的水土保持方法相比，无人机遥感的成本低廉、效率更高、数据精准、辨别力强的优势更加显著。而且灵活的无人机遥感技术可以在恶劣条件下完成水土保持数据的采集和处理，保证勘测数据的时效性、真实性和全面性，使水土保持工程的质量得到有效的保障。

　　2.水土保持中无人机遥感技术应用的流程

　　水土保持中的无人机遥感技术系统主要由飞行器、控制台、通信线路、遥感监测设备和保障系统以及后期处理系统组成。在进行水土保持信息的采集和处理时主要通过控制台控制飞行器，然后利用监测设备对地面水土流失的信息进行收集，及时传输给动感的监测决策系统，水土信息传输完毕后进行数据汇总和分析，最终得到水土保持的精准信息。在无人机遥感技术中飞行器主要由动力装置、导航和电气装备等组成，是无人机遥控中最重要的设备，无论进行组装和控制都需要专业人士按照专业的方法操作，这样才能保证设备的安全性，保证水土保持监控工作的准确性。

　　无人机遥感技术监测设备的精度高、适用性强，其灵活安全的控制系统可以拍出高分辨率、高保真度的信息照片。在高精度的遥感系统中无人机可以在50~1000m的范围内进行水土工程数据的收集。而且身材娇小的无人机行动自如，可以适应多种多样的自然环境。利用无人机遥感技术无论是在炎热的夏季还是寒冷的冬季都可以进行实际的考察和勘测。而且无人机本身的制造和拍摄设备的价值都比较低廉，在信息采集和处理中也十分节省成本。就算无人机出现作业事故也不会威胁工作人员的人身安全，所以其安全性能让人惊叹。无人机的控制平台可以实现横飞、竖飞和斜飞的飞行状态，这样就可以灵活、全方位地对水土流失监测区域的数据进行采集，有效地解决水土保持工程信息结构复杂的问题。

　　3.无人机遥感技术在水土保持工程中的具体应用

　　3.1无人机遥感技术在方案编制中的应用

　　水土保持的领域有非常丰富的水土流失预防和治理办法，比如工程措施、蓄水保土措施、生物措施等都需要严格的方案编制。工程措施指在施工建设中水土资源科学保护和利用有关的工程措施，在这些工程的实施中要想保证措施的充分发挥基本上将工程分成点状或者线状进行。线状工程多涉及公路、铁路和天然气管道的建设，这些线路长、格局大的工程建设让水土保持的方案编制工作有一定的难度。但在无人机遥感技术的应用下仅利用少量的工作人员就可以在非常短的时间里完成整个区域水土流失的信息数据获取任务。从水土流失到地表地形、地貌都可以为水土保持方案编制工作提供充足有效的信息支撑。不仅如此，无人机遥感技术还能根据信息汇总的数据建立三维的模拟图，场景地形一览无余，方便相关人员进行项目实践和方案预测，方便探寻水土保持的工程问题，以便更好地做好水土保持预防和质量的规划工作。由此可见，将无人机遥感技术应用在方案编制中，其实是有百利而无一害的，先进的无人机遥感技术让档案编制工作变得信息化、智能化，让水土保持本身变得科技能量倍增。

　　3.2无人机遥感技术在监督执法中的应用

　　水土保持过程中的所有措施都存在工作面广、工作量大、工作要求高的特点，所以在水土保持工作监督和监管的力度上必须保证水土保持措施在地面和空中落实的合法和科学性。而无人机遥感技术的监督刚好可以有效地实现地空一体化的监管，无人机灵活的工作方式和安全精准的工作效率能完全满足水土保持执法工作的具体需求，保障水土保持监督执法的质量和效果。一般来说，遇到具体的实践操作无人机遥感技术可以最快的速度和最高的质量获得水土保持项目工程的信息，不仅为监管的人们提供有效的信息数据支撑，还保证工程的顺利展开。不仅如此，在无人机遥感技术获得的影像资料中工作人员可以实地进行标志和确定，让影像资料的准确性得到核实。工作人员在这个过程中可以充分利用对象分类法，对象分类在具体的实践中，可以实现从水土保持工程的责任范围中，明确整个工程防治的具体指标的目标，这样才能提升无人遥感技术监督执法的规范性和科学性。

　　3.3无人机遥感技术在动态监测中的应用

　　动态监测是无人机遥感技术中的核心内容，也是水土保持技术应用的关键部分，在水土保持工程中，全方位地实施水土流失的动态监测，就可以将水土的流失量和水土流失的分布情况一一呈现出来。而无人机遥感技术的应用让动态监测的效率和质量全面地提升，所以动态监测的主要作用就是通过节约监测的成本还让监测资源的利用率全面提升。比如，在水土保持工程中有效应用无人机遥感的技术，还可以有针对性地对水土保持项目的所有情况进行拍摄。这样就可以获取有效的水土流失图像资料和信息，还可以对各个阶段的工程量、扰动面积以及水土流失的强度信息做提取。然后通过分析和对比掌握有效的水土保持防治方案，比如土地整治的方法以及林草覆盖和恢复的方案等都需要通过水土保持的动态监测完成。

　　3.4无人机遥感技术在治理设计中的应用

　　水土保持中的综合治理需要相关工作人员根据水土流失的状况、工程的相关规定对治理区域的土地状况、林草覆盖状况和水土流失状况进行细致、科学的调研分析，并且在这个基础上实施对各个区域综合的治理设计。在这个过程中传统的水土保持方法很难保证治理设计的效果，传统的调研分析方法很容易受到环境、人为、工程扰动等各个方面的影响，不仅增加了调查研究的难度，还影响水土保持工程综合防治治理的进程。但利用无人机遥感技术可以快速准确的获取水土保持工程需要的信息，完善和丰富治理设计的基础资料，保证水土保持措施与方法的准确性和科学性，保证整个工程项目的质量。

　　3.5无人机遥感技术在验收评估中的应用

　　水土保持的验收评估也是非常重要的部分，在验收评估的过程中利用无人机遥感技术可以充分保证建设项目的质量，保证建设项目满足水土工程防治的标准。在这个过程中利用无人机遥感技术就可以实现建设项目针对性、目的性的检查。不仅如此，在动态监测的过程中水土保持工程的项目实际情况也可以得到充分的了解，相关人员通过客观评估这一部分数据可以提高验收评估的准确性和可靠性。

　　4.水土保持工程中无人机感应技术的应用案例分析

　　水土保持的工作非常繁杂，从公路和铁路这样的线型工程项目来看，这些工程涉及到的水土流失范围非常广泛，所以其存在的水土流失危害也非常多。所以更应该加强水土保持的动态监测，这样可以更好地了解工程中的水土流失情况，充分做好预测和防治工作。比如。在某一段的水土保护动态监测中利用无人机遥感技术监测重点的区段。其中监测的内容比较丰富，如水文情况、工程深度情况、水土防护情况、区域物种情况和斜坡的水土流失范畴以及水土流失的强度，还有水土保持工程附近的植被覆盖和植被生存情况等都是需要监测的重点。

　　不仅如此，工作人员不仅要对整个工程区域地面的具体情况和工程建设施工设计的具体状况有一定的掌握，还要做好无人机航拍监测体系的构建，确定无人机飞行的线路和具体的高度。要充分利用相关的监测和统计软件做好重点区域信息的提取，这样就可以获得准确的检测结果，水土保持工程的进程和水土流失防治情况都可以得到全面及时的反映。

　　另外，从监测结果来看工作人员可以利用无人机的影像信息完成水土保持措施预测和效益预测等工作。比如，在措施预测的过程中工作人员可以先分析原始的数据，从了解项目建设区域内的植被规模、植被存活率和覆盖率入手完成评价。

　　在效益预测中可以利用无人机遥感技术的数据监测了解水土流失的扰动面积、水土流失的治愈率等。这些都可以归到水土保持效益预测的数据库中，为后续工作的展开提供信息依据。

　　5.无人机感应技术在水土保持中应用的思考和展望

　　就目前来看，信息化智能化的无人机感应技术在水土保持中起到了良好的作用，但在实际应用中还存在一些问题。首先，目前的无人机遥感技术应用在水土保持中缺乏一定的技术标准，导致应用的结果不稳定。其次，无人机遥感技术从业人员的管理体系不完善，从业人员素质差异也很大，很容易发生无人机安全事故。最后，无人机遥感技术专业化的关键技术还有待突破，比如续航短、飞行距离短、信号干扰等问题都需要后续的技术进行突破。

　　6.结语

　　水土保持工程是生态环境保护领域非常重要的组成部分，是江河治理、国土治理工程中推动经济进步的根本因素，是可持续发展状态下生态文明建设的根本要求。在这种情况下利用无人机遥感技术，让其灵活性、高分辨率的优势发挥到位，对水土保持工程的质量影响非常大。现如今科学技术也在不断创新进步，无人机遥感技术的应用将得到进一步发展，越来越多智能化、信息化的先进技术都会被无人机遥感技术吸收融合，并应用在水土保持的工作中。这些重要的技术支撑让水土保持工程的发展前景更加广阔。

　　（作者单位：中交第二公路勘察设计研究院有限公司）