无人机技术在点型水土保持监测中的应用

武廷科

摘要：在水土保持监测中，无人机技术也被广泛的应用。因此，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。

关键词：无人机技术;水土保持监测;应用

1矿山开发的危害与水土保持监测的作用分析

随着矿山开发与建设工作的持续开展，会引发严重的环境问题，导致当地的水土流失、生物多样性降低等各类问题，较为突出的问题主要包含以下几个方面：其一，引发地质灾害。矿山开采过程中，通常把地下的矿石挖空，矿山周围的山坡和边坡都要进行开挖，山体的绿色植物被破坏掉，无法保持边坡的稳定，容易引发地面沉降等各类地质灾害问题，甚至威胁到矿区周围居民的生命安全。矿山开采的废渣堆放在祼露的泥土中，遇到大暴雨极易引发泥石流大型地质灾害。其二，水利设施失效与水质污染，矿山大量开采地下矿石，挖掘过程需要进行排水，地下水的超量抽排，既造成了地下水的水位下降，水源用水量的剧减，使原来的水利设施失效，影响了农业灌溉。开采矿山过程中的矿坑水、清洗矿石的用水未经有效处理直接排放，原来清洁的水质都受到污染。其三，水土流失加剧。矿山的大量挖掘开采直接把地面绿色植物破坏，大量抽取地下水，地面的土体受到破坏，植物维持水土的功能在当地水土保持机制中失效，加上排土場地占用矿区形成的地表沟槽，造成地表的水土流失加剧。通过做好矿山水土保持监测分析与评价，因地制宜采取水土保持措施，恢复矿区绿色植被，建造水池、水窖，并对土壤的有色金属污染固化稳定化处理，采取更换等措施对有害重金属土壤进行处置，采取水源综合治理等措施，能够确保当地生态环境得到有效恢复，进而降低当地灾害发生的可能性。

2传统监测技术的相关问题

（一）监测范围具有局限性。人工调整已经不适用新时代发展状态，其对指定区域造成很大影响，只能在小范围区域进行监测，其问题大多数来源于人为因素，导致监测准确度无法达到相应标准，不能发挥动态监测作用。在对大区域进行监测过程中，因人员数量严重缺失，未能将监测人员进行合理分配，在对监测区域内危险地带进行监测过程中，人力不能采集相应信息。（二）采集信息方法单一化。（1）严重缺少研究精力和成本，不利于监测内容统一化、完整化，不利于社会文明建设、生态环境稳定。（2）大多数设施仪器都会通过人工对其进行操作、应用，导致数据收集效率不高、准确度不可靠，不能对动态监测进行实时记录。因此，监测技术不完善依旧是最主要的问题，需要对水土保持监测数据采集技术进行升级，才能更好发挥其作用。尽管无人机技术从测试环节上升到工程应用，但其技术能力仍然发挥不了实质性作用，无法建立健全的监测机制。

3无人机技术在点型水土保持监测中的应用

3.1在监管扰动土地情况中的应用

水土保持监督管理的一部分工作内容就是依据批复的水土保持方案防治责任范围，判断建设期间扰动面积是否超出红线范围、施工过程中弃土弃渣有无随意堆放、建设地点有无变更等内容。借助无人机可以建立比较准确的三维数字化模型，可将面积测量定量化，基于工程情况建立GIS数据库，便于后期进行全过程监管和数据分析比较，图像视频直观比较。

3.2遥感数据在水土保持监测过程中的使用

（1）扰动面积监测。基于DOM成果，可直接通过目视应用GISMAP中对本项目扰动地表进行图斑勾画，进而实现对项目扰动面积的监测，项目通过无人机遥感获取的扰动面积为38.21hm，全站仪测量的扰动面积为37.62hm。无人机遥感对扰动面积监测的误差为1.6%。（2）土石方监测。基于DSM成果，项目区地貌类型属平原微丘，且矸石周转场底部较为平坦，可利用微积分方式，高程差与栅格大小乘积的和计算土石方量。根据矿山生产记录确定矸石量为57.39万m，无人机监测结果为52.88万m，误差5.8%。在原始地表较为平缓的条件下，经检验无人遥感技术计算的土石方量较为准确。（3）水土保持工程持措施监测。因无人机建模数据分辨率较高，可在三维模型输出软件上清晰显示水土保持措施，可以对挡土墙的长度、排水沟的长度、临时苫盖措施面积、绿化措施面积直接测量，直观、方便、高效地对水土保持工程措施实施进度、效果实施监测。

3.3获取水土保持生态建设基本监测信息

研究水土保持生态建设监测信息，其具体内容包含数据种类、监测对象位置数据和长度、面积数据等，主要是借助正射影像得到相应数据。针对土地信息使用种类获取方式，借助人工识别航片和规划区域的方式完成数据获取工作。（1）针对具有独特性地物，尤其是施工场地、植被等，需要人工对其作出有效诊断，或通过绘制矢量图完成。（2）主要针对监测区域，在刚开始建设地表解释图标过程中，利用面向对象的方法，借助多尺度分割成像技术，计算出监测对象的形状数据，将数据进行有效整合，构建成规则集，对土地信息采取处理和分类。（3）在提取监测对象的位置时，结合地理信息系统并借助数字模型，直接获取监测对象指定位置信息。（4）在获取对象长度和面积过程中，利用土地应用类型获取相应方法，通过人工区分方式，借助地被监测对象长度进行准确测量，计算出相应面积。

结语

随着科学技术的不断提升，信息化技术快速发展，水土保持高质量监测的同时，沿着智能化方向迈进。无人机技术不仅能改善传统监测方法，还能提升项目监测的准确性和自动化水平。根据实际情况，借助无人机技术在规定区域实现信息采集工作，深层研究各方面监测内容，调整传统监测技术，从根本上解决相关问题，为水土保持监测领域的智能化发展奠定基础。

参考文献

[1]松辽水利委员会松辽流域水土保持监测中心站.无人机遥测技术在水土保持监管中的应用[J].中国水土保持，2021（09）：73-76.

[2]曾麦脉，赵院，李万能，等.无人机在生产建设项目水土保持“天地一体化”监管中的应用[J].中国水土保持，2021（11）：28-31