无人机技术在水土保持监督管理中的应用

李佳兴

摘要：水土保持监督管理是从防治水土流失、保护水土资源的可持续发展、维系良好生态环境的角度出发，采取调查、监测和评估等多种技术手段，对水土流失发生环境、发展态势、危害强度和水土保持防治效果等开展的综合评价与管理。水土保持监管是水土保持工作的重要组成部分，也是水行政主管部门的法定职责和重要职能。按照“把工作重心切实转变到监管上来，在监管上强手段，在治理上补短板”的水土保持工作总要求，水土流失监管工作迫切需要自动化、快速化和信息化。生产建设项目水土保持监管工作需要扰动土地情况、取土（石、料）场、弃土（石、渣）场情况，水土流失情况，水土保持措施情况等现场信息，但监管范围本身具有点多、面广、量大的特点，获取资料不易。无人机遥测有强大测绘功能，可以短时间内获取监管所需资料，如擾动地块边界确定、水土流失面积的确定、大型弃渣土方量的确定等。本文就无人机在水土保持监管中的应用进行综述。

关键词：无人机;监督管理;水土保持

引言

为准确反映开发建设项目水土保持现状，工程中比较常用的手段是水土保持监测，对维持生态系统平衡以及科学实施水土保持措施具有现实意义。其中，传统的监测方法有资料分析、现场观测等。因具有精准度高、便捷性好、操控性强等特点，在水土流失强度、位置、时间精确判定方面，现代新型无人遥感技术具有较强实用性，对于推进信息化、现代化监测发挥着积极作用。

1水土保持监测的重要性

1）系统掌握水土流失区域动态数据。我国疆土面积辽阔，不同地域之间的自然条件截然不同，自然灾害种类繁杂，加之人为因素影响，出现大量水土资源严重破坏的现象。根据不同区域的情况，运用水土保持监测技术设置不同类型的监测点，以获取水土流失区域的动态数据及发展规律，为水土保持防范措施提供重要理论依据。受外界因素的干扰以及不扰动侵蚀，我国各区域地形存在不稳定变化，对工程建设造成安全隐患。对此，开展水土保持监测工作，动态监测施工项目区域的水土流失情况，及时掌握自然灾害的变化趋势，可以规避水土流失损失，最大程度地降低危害。2）提高水土保持规划工作的科学性水土保持监测是水土保持规划的基础工作，监测过程中采集的数据对制定水土保持规划和采取相关治理措施具有科学意义，同时水土保持监测工作能对水土流失区进行实时动态监控，为制定水土保持规划及相关方案节省了调查时间，有助于水土保持工作高质量运行和效率提升，促进水土保持规划工作科学发展。水土保持监测工作需要运用现代科学技术，全面监测水土流失状况，为研究水土流失成因、发展规律、规划等提供依据，同时要求科研人员不断提高自身的研究水平，为水土保持学科领域作出突出贡献。水土保持监测系统能在水土资源和生态保护等方面，为相关决策部门提供防控思路，有效治理水土流失问题。

2无人机技术在水土保持监督管理中的应用

2.1在监管水土保持措施实施情况中的应用

无人机可实时监测水土保持工程措施、植物措施及临时防治措施的实施情况，为现场监管取证提供客观全面的依据。水土保持监管单位依此可以判断建设单位是否及时、全面、合理布设水土保持措施、水土保持措施是否按照水土保持方案报告书有效落实、水土保持措施是否合理和有效。采矿工程具有施工面积大，扰动面积广等特点，通过无人机监测及分析高精度影像，发现某采矿企业未严格按照相应的批复要求采用撒播种草的方式进行矿坑周边绿化，而是使植被自然恢复;以养殖企业的新建厂区为例，通过无人机监测发现水土保持工程措施主要实施了浆砌石排水沟、边坡截水沟，完成率100%，水土保持植物措施包括绿化区栽植的乔灌木、铺植的草皮等，完成率40%，边坡撒播草籽，完成率70%;在京津风沙源治理项目验收中，经无人机拍摄，能够对比实施方案中的全部建设内容及面积。

2.2遥感数据的获取

无人机航拍正值夏季，在该自然条件下，存在山体阴影以及植被阴影易干扰现场航拍的情况，若盲目观测将直接影响最终观测结果的准确性，因此选择在阴天以及阳光直射时航拍。重点考虑渣场、建设管理营地等测区，生成各自的DOM模型和DEM模型，精度为0.05、0.20m。规划的各个测区的面积均超过1hm2，两种模型的精度较高，无论是扰动面积还是土石方量等指标，精度均能够满足“不小于90%”的要求。

2.3水保措施监测

监测内容包括其他临时防护措施、植物措施和工程措施等，以DOM成果为依据提取生产建设项目区水保措施数量。对临时护栏长度及位置的确定可以应用其他临时防治措施监测成果，而植被覆盖度、绿化面积等参数的确定一般应用植物措施监测成果，对于植物与工程护坡位置、土地整治面积等参数的确定要应用到物理工程措施的监测成果。

2.4健全管理体制，强化执法理念

在水土保持事业发展中，水土保持监测工作是其长效持续发展的基石。因此，相关部门应充分重视各级监测机构，并给予多方面的支持。相关单位应完善水土保持监测管理体制，科学布设各个监测点，实时监测水土流失治理成效与进度，并将GPS定位等现代化管理体系落到实处，促进生态与社会经济共同发展。同时还应加大执法力度，践行合理执法方针，培养专业法律人才，认真学习《水土保持法》等相关法规，提升执法水平，为推动国家水土保持事业发展提供明确方向。

2.5预期成果

在水土保持监测中应用无人机遥感技术时，需要做好原始记录及提供有效的数据信息，严格执行相关规范保证手续的完备性，并对数据可靠性、真实性进行检查，从而为监测工作中的实际应用提供支持。对于监测的水土流失以及水土保持信息要建立数据库，并撰写包括必要影像资料、相关监测图件、监测数据等内容的报告。实际应用时无人机遥感技术还存在许多不足，现阶段尚未形成系统成熟的技术路线，在水土保持监测中的应用还处于初级探索阶段。例如，目前无人机监测仍以可见光波段为搭载，为满足不同环境影响评价需求也可搭载高光谱、红外线等载荷;在植被、水体等要素监测时搭载多光谱成像仪，能够更加全面地监测地表环境、水体质量的动态扬鞭过程，为生态环境受项目建设的影响评价提供支持;此外，考虑体积小、重量轻等优势还可研发各类采样设备。结合地面监测手段实现低空采样分析，为开发建设项目监测提供补充。

结语

综上所述，水土保持监测是一项系统性较强、复杂度较高的工作，容易在内外部因素的干扰下导致结果失真，必须合理应用作业方法，保证监测结果准确无误，在此前提下高效完成监测工作。无人机低空遥感技术颇具代表性，监测结果的准确度较高，且具有可视化特点，合理安排后各项监测工作可高效推进。本文以某工程项目的水土保持监测为例，提出无人机低空遥测技术在应用中的关键作业要点，利用实际测量结果加以验证，发现无人机低空遥测技术取得的模型、数据等信息均具有较高精度，可利用价值高，是一种优质的水土保持监测方法。

参考文献

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[2]李景保，喻小红，金涛.湖南四水流域洪涝灾害特性与减灾战略[J].水土保持通报，2002（5）：57-60.