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無人機技術在水土保持監管中的應用

文檔作者：王巧紅張君2,鄭凱利王靖嵐1 文檔來源： 1.四川水利職業技術學院中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司，		更新日期： 2026年04月02日	點擊數：
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LOW CARBON WORLD 2020/12 低碳技術
無人機技術在水土保持監管中的應用
王巧紅】，張 君2,鄭凱利王靖嵐1
（1.四川水利職業技術學院，四川成都611231；.中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司，四川成都610072）
【摘 要】當今社會科學技術水平飛速提高，人們對生活環境的質量有了更高的要求，開始重視生態文明建設的發展遙目前正在
應用的現代科學技術就可以滿足生態文明建設的需要，對土地環境進行實時監測，并采取措施去解決環境問題，擁有相當大的
存在價值遙其中，無人機技術借助其無線遠程操控的優勢，可以收集大量環境數據，給監測人員開展工作提供便利，有效解決了
一部分環境問題遙本文主首先分析了無人機技術具備的優勢及其相關技術要點，并深入研究無人機技術在水土保持監管中的
應用，進而為監管人員提供理論依據遙
【關鍵詞】無人機技術；水土保持;監管
【中圖分類號】S157 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-2066（ 2020） 12-0069-02
目前我國的現代化經濟建設發展迅速，不斷開發各種建
設項目,拓展建設用地的面積，給生態環境造成一定程度的損
壞。如今我國水土流失現象日益嚴重，生態環境被損壞的程度
也逐漸加深，因此，需要提高水土保持監管的水平。我國的水
土保持監管工作，無論是在理論方面，還是在實踐中都具備非
常豐富的經驗，但就現在的情況看，監管技術在外作業的時間
過長，僅能獲取到部分信息數據，數據成果短時間內就會失去
作用，已經不能適應監管工作的發展需求。近幾年，水土保持
監管部門開始研究新的監管技術，不斷試驗后，發現無人機設
備具備強大的采集數據功能，大大提升了數據采集的全面性
以及準確性，且能實現無線遠程操控，很大程度上減少了工作
時間和工作量，可有效促進水土保持監管工作的順利進行。
1 無人機技術的優勢
近幾年，與水土保持有關的科學技術取得了較大發展，用
于監測的基礎設備的功能有所提升，遙測數據變得更加精確，
水土保持監管系統逐漸發展成熟，以衛星影像為支持的遙感
技術已經取代了傳統調查技術的一部分功能。但衛星遙感技
術所獲取的數據，容易受到衛星運行軌道的影響不能獲取實
時的影像數據，且受天氣條件的影響，尤其是植被覆蓋率高的
保護區和高山地區常年受云霧籠罩，導致所收集的影像數據
分辨率不高叫 而無人機就能夠克服這一方面的問題:無人機
使用方式靈活多變，不需要準備起降場地;無人機很好攜帶，
操作方法并不復雜、安全性高，可接受長時間作業；無人機可
在云層之下飛行， 就可以獲取到精確度高、大比例的影像數
據，在獲取小范圍信息這一方面有很大的先天條件。使用無人
機進行水土保持監管工作，所得的數據精確度更高，且獲取數
據的速度更快，還可以在最短的時間里形成數據模型,得出水
土保持監管的指標。
2 無人機技術要點
2.1無人機數據獲取
監管人員在開展每次的監管工作之前， 都要進行一些準
備工作，即在無人機起飛之前，設定整個飛行過程的軌道。 根
據相關調查數據，設置好無人機的實際運動參數，監管人員均
可完全掌握所管轄地區的實際情況，因此，能夠很順利地完成
這些準備工作，使得無人機能夠自動躲開障礙物。
當工作人員通過使用無人機勘測本地區的地理情況時，
就必須收集像控點，方便獲取信息，一般情況下，利用GPS就
可以做到這點，進而確定無人機所獲取的經緯度孔 監管人員
要對最終得到的數據進行嚴格的篩選，根據要求，選擇出高質
量的影像數據。
2.2無人機數據數字化
工作人員先要對得到的數據實施第一次處理， 首先要利
用電腦對影像數據進行矯正，是影響數據更加清晰，提高影響
數據的整體質量。此外，監管人員要分析出所得影像數據的特
點，結合無人機的拍攝方式，最終取得最優質的影像數據。 正
常來說，監管人員只需調節好無人機的運動參數，就可以省去
最后一道工序。
2.3指標信息獲取
工作人員通過研究所得影像數據的關鍵元素， 可以分析
無人機所收集到的影像數據的參數。 首先工作人員可利用專
門處理數據的應用程序對影像數據進行初步的處理， 經過初
步處理之后，利用應用程序中的測算功能生成DSM文件耳其
次，采用應用程序中的計算模式繪制三維地形圖。最后，利用
ArcGIS功能對相關數據進行評估,為后續開展工作提供借鑒。
3水土保持監管中無人機技術的具體應用
3.1生產建設項目水土保持監管應用
為了順利開展水土保持監管工作， 我國應先管理好目前
正在建設的水土保持工程,通過發展無人機技術，有效促進各
地區政策的落實，改善基礎設施,實時監控水土流失的發展趨
勢與情況，保證水土保持監測工作的質量。首先,應該設定一
定的監管標準，利用無人機的數據系統獲取各種類型建筑物
的實際用地面積、建設狀況、所處建設環境、植被種類、水土流
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I低碳技術LOW CARBON WORLD 2020/12
失的狀態等有效數據。隨后，監管人員對所采集的數據進行仔
細的分析，研究出水土保持措施的實施效果，并設立可行性的
監管目標有計劃地實行水土保持監管，實現對該地區的水土
流失預測，及時制定可行的治理策略。根據水利相關部門對水
土監管工程的管理安排,015—2016年開始在全國范圍內建
設、 天地一體化”生產建設項目，現在已經有初步的成果。 經過
這兩年間不斷探索和研究，“天地一體化”生產建設工程開始
在水土保持監管工作中廣泛應用。在進行較大的建設工程時，
就可以利用無人機來進行工程的監管工作，利用無人機采集
的數據進行測量工作，最終形成水土保持監管的基本數據。此
外，還要考察水土保持措施的實施情況,及時掌握各地區水土
保持監管工作的進展，提前消除造成水土流失的隱患，為完善
監管制度奠定基礎。
3.2國家級水土保持重點治理工程監管應用
通過對無人機采集的影像進行處理，形成的地理環境數
據，研究水土流失的發展動態，建立用于分析水土流失數據的
數據庫罠對于無法去現場進行勘測的土地環境惡劣的地區和
水土流失嚴重、正在進行治理的地區，就需要利用無人機生成
立體影像，來觀測該地區的水土流失情況以及水土保持措施
的實施情況,這樣就免去了在野外實行難度較大的勘查工作，
且測量工作也變得更加容易，無人機技術頻次高、精確度高、
可隨時開展監測工作， 還可根據所得數據檢測到水土流失的
治理情況、治理進度等，以此判斷水土流失的發展趨勢，為制
定水土流失防治措施提供數據支持。同時，無人機遙測數據可
以滿足監管部門對重災區實施治理措施的需求，根據監測數
據，進行實時調頻,利用所得數據確定防治方向，以便實施動
態管理。要想實現水土保持監管工作的長期目標，就需要利用
無人機技術建立起一個集治理、監管、落實措施等為一體的數
據分析系統，實時對治理工程的開展情況進行監督，為做出決
策提供理論依據和數據支撐。針對這一方面，我國研究并開發
了 “國家水土保持重點工程項目管理信息系統”V6.0版本，在
各級縣市廣泛應用，在實踐中研究如何管理這些國家級水土
監管項目 。
3.3國家級水土保持重點預防工程監管應用
利用無人機對保護區實行監管工作， 采集各地區土地資
源的利用狀況、植被覆蓋面積以及土地開發情況等監測數據，
完成對保護區土地發展現狀的調查。無人機能夠輕松抵達保
護區的中心地帶，通過收集該地區的影音影像數據，并對該數
據進行整理和分析，了解到保護區的土地使用情況、植被覆蓋
面積等數據分析結果。 再對該地區的地形展開研究，最終掌握
水土流失的發展情況。在實現長期目標的過程中，可以采用無
人機技術調查保護區的實時動態，建立動態數據分析系統，公
布保護區的情況，促進決策的產生。 2015—2016 年該局選取
墨竹工卡縣為水土保持“天地一體化”監管試點，開展生產建
設項目水土保持監管預防工作， 重點從生產建設單位防治責
任范圍、擾動范圍以及擾動合規性等進行監管。
3.4國家級水土保持動態監測項目成果展示
通過使用無人機進行監測活動，可以收集到數據影像，監
管人員就可以根據這些數據進行解譯工作，并結合部分野外
調查工作對數據進行更全面的分析。 不同地區的影像就具備
不同的地形特征，這就需要設立解譯標志，使其作為解譯各地
土地情況的依據，為水土保持措施的實施提供技術支持。
無人機所采集的數據類型較為豐富， 經過處理后的影像
數據可以為制作地形圖及其他高級數據提供參考。 這些數據
是對工程的各個要素進行測算的基礎， 根據重要數據所研究
出來的各類圖形數據和相關資料， 可以保障水土保持監管工
作的順利進行。以某重點治理區為例，遙測數據可用實時數據
集見圖 1。
(a)等高線數據(b)Google地圖鑲嵌
(c)DTM數據 (d)DSM數據
圖某重點治理區遙測數據可用實時數據集
4結語
隨著人們對信息科學技術和通信技術進行深入的研究，
產生了無人機技術，成本較低的無人機設備和比較智能化的
數據分析模式都會被引入到水土保持監管工作當中， 無人機
所采集的數據將會實現和地面勘測數據的融合，滿足監管工
作需要最新、最準確的數據需求，有效促進了水土保持監管部
門把握水土流失的發展情況，及時制定出治理策略。 無人機技
術應用于該領域，使得水土保持監管工作經歷了一次改革，修
補了地理勘測的缺陷，對我國保護水土資源具有很大的實際
意義。
參考文獻
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利，2018(4) 34-70.
收稿日期：2020-10-23
作者簡介:王巧紅(1978-),女，漢族，山西保德人，副教授，碩
士研究生,主要從事水土保持高職教育及設計工作。
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