新疆维吾尔自治区水土保持生态环境监测总站 新疆乌鲁木齐 830000
摘要：无人机遥感监测技术能极大地提高监测工作的效率和精度，在扰动情况、土石方、措施量、水土流失危害等方面均可实现有效监测，并能对监测信息进行有效管理。采用无人机低空遥感技术开展监测，既能提高监测工作的技术水平，也符合水土保持信息化的发展趋势。
关键词：无人机；水土保持监测；技术应用
引言：近年来，随着消费级无人机的普及，无人机遥感作为一种新型技术手段，在生态监测、工程测量、水利工程监测等领域得到广泛应用。在生产建设项目水土保持监测领域，以往大多采用现场量测、施工资料分析等传统手段，外业工作量巨大。在部分扰动面积大或者线路长的项目中，水土保持监测单位采用卫星遥感技术开展工作，但卫星遥感监测成本高，技术难度大，受委托费用、处理设备、技术人员的限制，绝大多数项目没有条件采用该方法。低成本、高效率、可定制服务的无人机遥感技术开始在生产建设项目水土保持监测领域得到应用，极大地提高了监测效率，同时也解决了卫星遥感时效性差、机动性低的缺点，具有较好的应用效果。
1 无人机在开发建设项目水土监测的技术优势
在开发建设项目水土监测中，无人机的监测技术应用优势十分明显，具体而言，操作简单，成本较低。无人机监测和航天测量相比更加简单，不用对操作人员进行长期培训，再者，无人机体积小，维护管理操作相对简单，成本较低。无人机监测技术应用效率较高，在这一测量技术应用期间与遥感系统应用共同作用下，地面操作人员就能对其进行操作，在此期间所需花费的测量时间较短，测量效率明显提升，灵活度较高，此外，操作过程不会受到天气影响，因此总体看来，测量效率相对较高。监测期间无人机低监测技术的应用，更加便捷。
2 测绘中无人机测量发展现状
无人机测量技术发展较快，且在多个领域中被应用，国内很多单位中已经应用了这一技术，且通信与导航技术水平也得到了明显提升，各项技术功能也逐渐完善，无人机再不是靶机，已经变成集多项功能于一体的应用设备。无人机测量技术与远程遥感技术的融合，使得技术应用优势愈加明显，具体而言，主要是由飞行平台与地面配套设备组成，飞行平台系统内的控制与子系统在与地面设备组合中就能综合处置摄影图像信息。结合相关研究显示，目前研究无人机的国家数量正在增多，掌握无人机中低空摄影技术对于提升国际综合实力十分有益。现阶段，国内在无人机低空摄影测量中的研究已经取得了明显进步。
3 无人机在开发建设项目水土保持监测中的应用
3.1遥感传感器应用分析
遥感器的选择也是无人机在山区水利测绘中的重要一环。一般来说，遥感器的选择应该根据遥感任务的不同而确定，常用的无人机遥感设备有很多种，比如光学相机、数码相机、红外扫描仪、雷达等。在山区水利测绘中使用的设备应具备体积小、精度高、数字化等特点。用于航测的相机总体上分为量测相机合分量测相机。针对专门为测量而设计的量测相机，具有已知的内方位元素、焦距、较小的镜头畸变以及定向设备，能达到相当高的精度；相对于价格昂贵且设备复杂的量测相机而言，非量测相机以其低廉的价格、灵巧、便携等特点，在无人机航测中取得了广泛应用。由于非量测相机没有准确测定内方位元素的设施或提供这方面的数据，透镜组排列没有进行严格的矫正，往往有畸变差等光学缺陷存在。因此，在进行测绘时需要对相机内部参数进行相机检校。非量测相机的检校主要有几个几点：测定主距位置、主点和光学畸变系数。在山区水利测区中，非量测相机按照需要的成图比例尺拍摄。
3.2区域测绘中的应用
城市测绘期间，无人机低空摄影测量的应用，可以建立三维模式，并提供详细基础信息，保证模型建设可视化且数据真实。例如：使用无人机低空摄影测量期间，在对高海拔区域进行测绘期间，通过解决各项技术难点，可以使航测高度进一步提升，当前无人机低空摄影测量距离可超过5000m，同时影响数据分辨率也明显提升，这为城市测绘工作提供了充分技术支持。使用无人机低空摄影测量，在无人机上安置摄影装置，在测量区域上端，获得所需影像数据，然后将这一数据引进无人机航测遥感系统与数据处理系统当中，建立地理信息平台，便于促使地理信息采集和处理工作朝着一体化方向前行，从而使测绘工作效率不断提升。使用无人机，可以使测绘效率明显提升，例如在120km^2范围内开展测绘工作，制成数字划线图，就可以获得外业测量数据，这一过程工作只需要安排10人花费120天完成。
3.3水土流失危害监测
根据项目区正射影像判读，厂区内施工较为规范，无较大水土流失危害，没有对周边环境产生影响。可能存在水土流失隐患的是表土堆场，由于建设单位采取了撒播草籽进行防护，有效地避免了降雨冲刷。基于无人机获取的高精度正射影像，能精准地识别水土流失危害的发生位置、面积、程度。特别是在山区的生产建设项目，由于现场交通不便，并且水土流失比较隐蔽，采用现场调查难以发现。利用无人机开展遥感监测能获取正射影像，监测无死角，能有效地解决现场调查不能实现全域有效监测的难题，从而对现场水土流失情况实现精准掌控。无人机遥感监测技术能极大地提高监测工作的效率和精度，在扰动情况、土石方、措施量、水土流失危害等方面均可实现有效监测，并能对监测信息进行有效管理。采用无人机低空遥感技术开展监测，既能提高监测工作的技术水平，也符合水土保持信息化的发展趋势。
3.4智慧城市建设中的应用
使用无人机低空摄影测量技术，开展智慧城市建设，可以为城市测绘提供充分保障，具体而言可以从下面几点着手：（1）建立三维模型；在城市上方使用无人机测量，能获得不同方位信息，将城市风貌全面展现出来，避免遗漏图像信息，然后以图像信息为基础，建立城市三维模型，即可清晰展现物体纹理，减少人员工作强度，保证测绘工作质量与效率。（2）选择测量点；无人机低空摄影测量期间，应结合实际，对测量区域进行合理划分，测量区域中，应选择最佳测量点，对测量过程进行合理控制。具体选择期间，应确保区域选择具有一定代表性，例如选择建筑物期间，应参照测量技术与规范，合理开展测量操作，保证测量结果精准。
3.5后期数据处理的应用
数据应对影响参数进行精细处理，便于后续操作顺利进行。采集完遥感信息后，应下载POS和GPS数据信息，然后将其存储到处理系统当中，做好数据匹配工作，针对连接点数据，应使用光束法进行处理，将控制数据导入其中，利用平差计算，获得影像方位元素。利用密集匹配技术，得到DSM云数据，并做好滤波与正射处理工作。
结束语
在水土开发建设项目监测中，因测区地形变化大，位置不确定的，相比传统航测而言，采用无人机航测具有体积小、重量轻、易操作、成本低的特点，刚好符合这类测绘工程的要求。水土保持监测单位使用无人机获取的DOM正射影像，能实现动态监测的目的，不但满足了监测的需要，还可作为一种增值服务提供给建设单位，还原了项目区建设情况，为建设单位把握施工进度和管控施工现场提供支撑。
参考文献：
［1］施明新．无人机技术在生产建设项目水土保持监测中的应用［J］．水土保持通报，2018，38（2）：236－240，329
［2］郭英琦，李晓双，侯毅苇．低空无人机遥感技术与其在森林资源监测中的应用［J］．电子技术与软件工程，2019（8）：251－252
［3］袁楠奇．无人机低空遥感技术在水利上的应用探讨［J］．中国新通信，2017，19（17）：144－145