浅析无人机遥感监测技术在生产建设项目中的应用

1、浅析无人机遥感监测技术在生产建设项目中的应用摘要：如今，传统的水土保持监测技术手段已经无法很好地满足生产建设项目 水土保持监测准确性、及时性和完整性的要求。无人机遥感技术的出现，为水土 保持监测提供了新的技术支撑手段。本文将会对无人机遥感监测技术及其在生产 建设项目中的应用进行一个简单的探讨。关键词：水土保持；无人机；遥感监测1概述1.1无人机遥感技术无人机遥感（Unmanned Aerial Vehicle Remote Sensing）是利用先进的无人驾 驶飞行器技术、遥感传感器技术、遥测遥控技术、通讯技术、GPS差分定位技术 和遥感应用技术，快速获取国土、资源、环境等空间遥感信息，完成遥

2、感数据处 理、建模和应用分析的应用技术。该技术具有自动化、智能化、专用化等特点。 通过设置航迹、飞行高度等参数，无人机遥感可以获取满足精度要求的高分辨率 影像。同时，根据实际需求，设定飞行频次，实现动态监测。目前无人机遥感技 术呈现出多用途、多机型、多种载荷能力和多种续航能力的发展态势，涉及土地 利用监测、水利、电力、突发事件调查等多领域的应用。1.2水土保持监测水土保持监测，是从保持水土资源和维护良好的生态环境出发，运用地面监 测、遥感、全球定位系统、地理信息系统等多种信息获取和处理手段，对水土流 失的成因、数量、强度、影响范围、危害及其防治效果进行动态监测和评估，此 项工作是水土流失预防监

3、督和综合治理的基础，在水土保持工作中发挥着重要的 作用。1.2.1生产建设项目水土保持监测内容1.2.1.1影响项目区土壤侵蚀的主要自然因子监测包括项目区的地形地貌、土壤、植被、水文气象等自然因子，还包括项目建 设进度、施工工艺和方法，工程建设扰动范围，挖、填方量，弃土（石、渣）量 及分布情况等。1.2.1.2项目施工全过程水土流失动态主要包括项目区土壤侵蚀类型、形式、分布、面积、水土流失量，以及对周 边及下游影响和造成的危害。1.2.1.3项目区水土流失防治效果监测主要包括已实施的水土保持防治措施的完好程度、稳定性和运行情况；植被 恢复措施种植植被的成活率、保存率、覆盖度和生长情况；各项水土

4、保持防治措 施保持水土的效益等。水土保持监测得出（项目区水土流失总治理度、扰动土地 整治率、拦渣率、土壤流失控制比、林草植被恢复率和林草植被覆盖度）六项指 标为项目验收提供直接验收依据。2无人机遥感监测技术的特点与优点2.1自动化处理无人机遥感监测技术实现了影像获取、数据处理全过程自动化，并且精度更 高。该技术的自动化功能可读取航拍影像EXIF信息参数，如相机型号、焦距、像 主点等，同时识别相机镜头的径向畸变差系数和切向畸变差系数，对航拍影像的 畸变进行自动校正，为输出高精度成果打下基础。该系统无需任何飞行姿态信息， 只需要机操控员能够直接处理和查看结果，把原始航拍影像变成任何专业的GIS 和

5、RS软件都能读取的DOM和DEM数据。通过提供ArcGIS、ERDAS、SocetSet等 可读的输出文件，能够与摄影测量软件进行无缝集成。2.2成果全面2.2.1无人机遥感监测技术能自动生成Google瓦片自动将DOM进行切片，生成PNG瓦片文件和KML文件，直接用Google Earth 即可浏览成果。2.2.2自动生成带有纹理信息的三维模型，方便进行三维景观制作与传统三维建模方式相比，无人机遥感监测技术的介入无论在成果输出速度， 还是数据准确性方面都具备了相当大的优势。2.2.3生成正射校正及镶嵌结果生成所有影像的正射校正结果，并自动镶嵌及匀色，将测区内所有数据拼接 成一个大的影像，纠正

6、了所有视角的扭曲，与卫星遥感影像无差别。2.2.4生成数字表面模型DSMDSM影像的每个像素都有坐标和高度值，可以用标准的GIS软件精确地测量 体积、坡度和距离，也可以生成等高线。2.3厘米级高空间分辨率无人机遥感监测技术采用高级自动空三算法计算原始影像的真实位置和参数， 完全基于影像的内容，利用系统的独特优化技术和区域网平差技术自动校准影像， 标准格式的输出使得摄影、测量工作流程完美地整合起来。系统在处理过程中不 需要任何GCP，因为它可以根据无人机自带的GPS估算地理位置，如果需要更高 的绝对定位精度，利用其直观便携的界面即可快速添加控制点，参与空三计算， 使结果达到厘米级精度，等高线比例

7、尺可达1： 200。2.4快速反应无人机遥感监测技术具有快速处理模式，数分钟内即可预览到正射镶嵌结果 和DEM结果。同时快速处理模式仅需要较低的硬件配置，在大部分的笔记本电脑 上可以运行。3无人机遥感监测系统在生产建设项目中的应用3.1水土流失动态变化监测通过影像成果，结合项目区平面布置图，绘制项目各分区边界线，精确计算 分区扰动土地面积；利用无人机监测获取的影像成果，通过解译标志，提取项目区各划分单元植被覆盖度以及土地利用信息，并分 析DEM数据，获取坡度信息，结合土壤侵蚀分类分级标准，判别各划分单元的 土壤侵蚀强度；通过对弃渣场控制点进行空间插值，可以获得弃渣场的DEM，通 过与原地形的对

8、比分析，计算该项目施工期间弃渣量。3.2水土保持措施监测监测内容：包括工程措施、植物措施和临时防治措施。针对植物措施，监测 林草的生长发育情况（树高、乔木胸径和乔灌冠幅）、成活率、保存率及植被覆 盖率。通过DOM成果，勾画矢量及测量计算，获取各分区水土保持措施的实施情况。 比如，工程措施方面，取土场和弃土场的土地整治面积、截排沟水位置和长度、 路基工程护坡位置和面积等；植物措施方面，植被分布及占地面积、绿化面积等； 临时防治措施方面，临时排水沟位置和长度、临时拦挡位置和长度、临时覆盖位 置和面积等。数量信息可统计得到，除了位置、长度和面积等信息，还可直接从 三维模型上观察到一些情况，如工程防护

9、措施的完好程度、树木的成活率等。针 对项目区林草的生长发育情况，一方面，可利用计算机分类结果计算植被覆盖率 等指标，另一方面，还可通过提取树木的位置和冠径，计算不同树木的三维绿量， 反映其生长发育情况。3.3水土保持效益监测结合传统监测手段，分析上述监测结果，得出该项目扰动土地整治率、水土 流失总治理度、土壤流失控制比、林草植被恢复率、林草植被覆盖度、拦渣率等 综合评价指标。如，扰动土地状况监测。监测内容包括扰动范围、面积、土地利用类型及其 变化情况等。通过DOM成果，结合项目区平面布置图，勾画各分区的边界线； 基于AcrGIS，计算各分区扰动面积，并标注其土地利用类型。扰动土地的变化情 况，

10、可通过对比不同时间的监测成果得到。3.4取土（石、料）弃土（石、渣）监测监测内容：包括取土（石、料）场、弃土（石、渣）场及临时堆放场的数量、 位置、方量、表土剥离和防治措施的落实情况等。通过DOM成果，勾画出项目区内的取土场、弃土场及临时堆土场，标识出详 细位置，并计算其数量。利用DEM成果依据体积的计算方式计算方量；同时，通 过与前一时间监测的方量对比，计算项目施工期间方量的变化量，如弃渣量的变 化。表土剥离和防治措施的落实情况，反映在影像细节上，如是否采取苫盖等措 施，可从三维模型上直接观察得到。3.5其他利用DEM成果更新项目区大比例尺地形图。根据DEM及影像成果，利用 ArcGis软件完成项目区三维模型建立，并导入水电站、水保措施等3DS模型，通 过虚拟漫游，客观真实的展现出该项目及项目所在区的全貌，在增加观察者沉浸 感的同时，直观的反映出该项目水土保持治理现状以及水土流失问题与隐患。4结语目前，无人机遥感监测技术在生产建设项目水土保持监测中的应用处在探索 阶段，还存在一些不足。因此，还需要通过不断的实践，对研究方法做进一步的探讨与完善。参考文献