无人机在水土保持监测中的运用

摘 要：随着无人机技术的推广，无人机技术已经运用到生活中的很多领域。无人机技术的运用节省了人力和物力，给人们的生活带来了很多的便利，让人们体验到了科技带来的好处。下面文章就对无人机进行具体的介绍，分别从无人机的结构和主要特点进行论述。同时与水土保持监测相结合，探讨无人机在水保监测中的具体运用，进行水利数据调查、对灾害进行及时的预防与救助，最后对无人机未来的前景进行了展望。

关键词：无人机系统；水利数据采集；灾害救助

1 无人机的相关构成

无人机是通过遥感技术，并且通过服务平台和地面上的接受站以及无人机的主要控制系统构成的。中国地域宽广，环境和地形的不同导致了无人机传感器在不同地方有着不同的要求，内部结构和技术也要随着具体要求进行改进。 但是市面上的无人机的主要框架构成还是没有太大的区别。

2 无人机具有的主要特点

2.1 较高准确度

我们一般使用的无人机为民用机。这种无人机已经很大程度上满足了我们日常的需求，虽然这种无人机只在低空中飞行，但是它的准确度却并没有受到影响，反而准确度更高。低空设备可以近距离的进行勘测与拍摄。这样就可以不受地形和环境的影响深入地区进行数据的调查和记载。在水保行业中我们需要对水库不同时间水位进行实时的监测。然而对水位进行监测就必须进行近距离的拍摄，无人机正好满足这样的要求。

2.2 大范围多角度满足拍摄要求

无人机可以根据不同要求进行不同的调整。既可以全天候的进行拍摄也可以定时定点的进行拍摄，同时还可以对复杂地区进行全方位多角度的拍摄，同时进行图文的转换，使现场情况能够更加清晰的显示到人们眼前。无人机可以进行全球连线，并进行卫星定位。卫星定位有较高的准确性，拍摄面积可以得到有效的保证。无人机在不同的情况下采取的应对措施不同。在对房屋进行勘测时可以准确到楼层的高度和层数；在车祸发生现场可以第一时间传输车祸现场周围的情况。

3 水土保持监测问题

我国的水土流失非常严重，在世界上都是最严重的国家之一，我国特殊的自然地理和社会经济条件，使得水土流失成为我国主要的环境问题。现阶段，我国的水土保持监测工作还不成熟，存在很多的问题，这些问题严重影响了我国正常监测工作的进行。目前我国最常用的监测方式是管辖区域的调查，但是缺点也很明显，只能应用于小范围，在精确度上有较大的误差，而且容易受到外景环境的影响，因此监测结果并不准确。若有采用这种方法对大范围内进行监测的话，太过于消耗人力，出现人手不够的情况，而且监测区域中有一些可能是人类无法涉足的区域，对于这种区域，由于条件的限制，往往无法获得区域的监测信息。当然，我国的卫星遥感技术不能忽略，但是其很容易受到轨道的影响，而且很难对其进行补救，加上很容易受到自然因素的影响，一旦出现云层，就会使监测的准确度大大折扣。

4 无人机在水保监测中的应用

4.1 监测内容

在施工前的准备阶段，需要先对监测范围内的地形地貌、土壤情况、土地利用、植被以及水土流失的情况进行调查、监测，要先了解所建项目的水木流逝背景；在施工区内需要进行进一步的监测，主要包括土方量、水土流失量、 水土保持的措施及效果等，掌握整个建设期中水土流失的动态情况；在林草植被的期需要进行持续监测，内容主要包括拦渣工程、土地整治工程、降雨蓄渗工程、防洪疏导工程以及植被的建设等，然后对于水土保持措施的效果、质量等进行综合的评估。

4.2 遥测数据分析的应用

首先在准备阶段，就用无人机对建设项目范围内的水土流失情况进行遥感监测，将遥感的结果进行简单处理后与平面布置图、土地使用现况土进行叠加，然后以监测区作为其中的边界线，然后将所得图纸作为原始数据留待使用。然后是在项目的正式施工阶段，根据项目的施工节点和水土保持的监测频率进行二次全面的遥测，将遥测数据用GIS软件进行解译，对于监测时段区域扰动面积、临时堆土、临时措施的位置和数量以及植物措施的位置和数量进行统计整合，然后将所得数据填入开始得到的院士钟中，然后建立数据库对于不同时间段和不同监测区域得到的数据进行比对。通过无人机遥测的数据建立出DEM模型，完后对开挖土方量、填充土方量以及弃渣量等进行检测，通过DEM模型可以对土方量进行计算，通过与以前的检测量进行对比，就可以得到施工期的整个土方量的变化；对于水土流失量采用DEM数据可以获得其坡度分级信息，然后通过现有的土壤侵蚀标准进行比对，就可与对不同单元的土壤侵蚀情况进行判断，然后综合地面观测法，就可以对整体的水土流失量进行一个较为准确的估计。最后就是在整个项目施工完后才能后，也需要继续用无人机进行全面的监测，然后对于整个工程对土水土保持的效果进行一个综合评估。

5 无人机遥测应用存在的问题和发展趋势

由于水土流失的区域一般位于山区，地形地貌非常复杂，这种条件下进行水土保持的检测工作很容易对无人机造成损坏；而且无人机一般体积较小，飞行高度也有限制，因此就容易受自然环境的影响，在实际的检测过程中，会采用增加荷载的办法提高无人机飞行过程的抗风能力，但是又会出现新的问题，就是降低了无人机的续航时间；在无人机的监测完成后，需要對所获信息进行快速的处理，以保证结果的时效性、科学性。因此以后无人机的发展趋势将会是传统与现代科技的结合，通过传统监测与最新科技进行融合，将RS、GIS软件与无人遥测技术用在水土的监测中。通过无人机对监测信息进行获取，然后采用GIS软件进行数据的分析处理，可以形成一个集监测、分析、处理为一身的数据信息系统；利用GIS软件的模拟功能，还可以建立出能够动态反应水土保持状态的新式数据库。

6 结语

无人机可以在各个领域起到辅助的作用。在水保方面做出的贡献尤为显著。相信在将来无人机在发展的同时能给水保行业提供更多的技术支持，拓宽水保行业的发展前景。

参考文献：

[1]黄丹丹.农用航拍无人机地面站轨迹规划算法的研究[D].哈尔滨：东北农业大学，2016.

[2]张潘.无人机遥感影像数据处理在生产中关键环节研究[D].成都：成都理工大学，2016.

作者简介：廖睿智（1991-），男，汉族，重庆开州人，本科，助理工程师，从事水土保持工作。