当前位置: 首页 > 城镇建设 > 2020年7期 > 水土保持监管中无人机遥测技术的应用探讨

城镇建设【2020年第07期】

  • ID:271743
  • 浏览:1610
  • 学科:市政工程
  • 更新时间:2020-06-03 08:33:42
  • 期刊: 城镇建设
内容简介
《城镇建设》是由中国出版传媒股份有限公司主管、中国大百科全书出版社有限公司主办,国际标准连续出版物号ISSN 2096-6539,国内统一连续出版物号CN10-1589/TU。本刊是面向国内外公开发行的国家级综合性工程学术期刊,以服务于广大工程建设科技人员、管理者,促进国内外工程建设学术交流与发展为宗旨。

水土保持监管中无人机遥测技术的应用探讨

2019/8/9 15:17:00 市政工程 孔得周,陈寒春,王欢
资料简介

摘要 :无人机遥测技术具有快速性、系统性及精准性等鲜明特点,能提高数据成果的获取效率,被广泛应用于国家级水土流失动态监测及建设项目。同时,除技术内容丰富外,无人机遥测技术类型相对多样,能消除影响信息数据可靠性的风险因素,为实现现代化水土保持监管目标提供强有力的支持。本文以无人机遥测技术为切入点,分析其应用优势,进一步提出具体的水土保持监管应用要点,旨在提高水土保持监管工作的效率及质量。

水土保持监管中无人机遥测技术的应用探讨

孔得周 陈寒春 王欢

云南顺帆工程咨询有限公司 云南昆明 650000

摘要:无人机遥测技术具有快速性、系统性及精准性等鲜明特点,能提高数据成果的获取效率,被广泛应用于国家级水土流失动态监测及建设项目。同时,除技术内容丰富外,无人机遥测技术类型相对多样,能消除影响信息数据可靠性的风险因素,为实现现代化水土保持监管目标提供强有力的支持。本文以无人机遥测技术为切入点,分析其应用优势,进一步提出具体的水土保持监管应用要点,旨在提高水土保持监管工作的效率及质量。

关键词:水土保持监管;无人机遥测技术;应用要点

水土保持监督管理,指的是利用调查、监测及评估等技术手段,立足于合理开发水土资源、防治水土流失及保护自然环境的基本原则,进一步综合评估总体效果、发展态势、环境变化及危害程度的一项工作。水土保持监督管理工作的开展,能够真实反映水土流失的趋势走向、危害影响及变化特征,同时全面展示水土流失的作用类型及分布状态,对系统布设各项水土保持设施、制定区域规划发展方案及颁布宏观性决策具有非常重要的指导作用[1]。同时,受人类活动干扰的影响,生态环境破坏及水土流失危害的局面日趋严峻,促使社会对水土保持监管的要求也更为严格。鉴于此,本文针对“水土保持监管中无人机遥测技术应用”进行分析研究具有重要的价值意义。

1.无人机遥测技术的应用优势分析

1.1处理自动化

全自动及高精度的影像数据获取处理是无人机遥测技术最为鲜明的应用优势,换而言之无人机遥测技术基本实现自动化读取EXIF数据信息的目标,例如:焦距、像主点及相机型号等。同时,无人机遥测技术能准确识别径向及切向相机镜头畸变差系数,真正意义上做到自动化校正影像畸变,为持续输出高精度影像提供强有力的支持,并且自动化处理期间不需要计算飞行姿态等相关数据信息,仅仅依靠地面GPS信息可直接处理及查看,便于日常操控[2]。此外,无人机遥测系统普遍自带DEM、DOM数据及初始影像转换处理功能,能满足RS或GIS等专业软件提取的要求,经可读文件输出后与摄影测量软件间无缝集成。

1.2成果系统

成果系统不止能自动生产Google瓦片,即自动切片处理DOM数据,输出KML及PNG文件,所有输出成果可利用Google或Eearth实现浏览,更能为景观制作提供便利,生成相应的三维纹理信息模型。与以往三维建模技术相比,无人机遥测技术中成果系统的输出速度及数据精确度均存在着鲜明的应用优势[3]。同时,成果系统基本实现自动化校正影像正射的目标,甚至可利用系统模块满足影像匀色的要求,所有扭曲视角经校正后可顺利完成数据拼接及影像输出。此外,由于每一个像素在DSM中存在相应的坐标及高度值,促使其等高线所生成的体积、距离及坡度均不尽相同,而应用成果系统能生成DSM模型实现精准测量的目标。

1.3空间分辨率高

通常情况下,初始影像的真实位置及相关参数普遍利用空三算法计算确定,说明无人机遥测技术以系统独特优化技术、区域网平差技术及影像全部内容为基础,基本实现自动化校准影像的目标,并且测量摄影所需要的数据格式及输出标准格式必须保持相互吻合。同时,数据处理期间可根据无人机自带的GPS满足估算系统地理位置的要求,不需要其他GCP模块介入,甚至可利用直观编写的界面,真正意义上做到高精度定位[4]。此外,通过添加控制点等方法能广泛参与空三计算,真正意义上做到输出厘米级分辨率及比例尺1/200等高线图像,大大提高其图像输出的清晰度。

2.水土保持监管应用无人机遥测技术的要点分析

大量实践经验发现,强化工程水土保持监管力度不仅能有效预防及控制水土流失的问题,而且还能规范水土资源开发的流程。为了提高水土保持监管工作的效率及质量,便有必要注重无人机遥测技术在其中的应用,总结起来具体应用要点如下:

2.1数据提取

无人机遥测技术以区域遥感影像及实地踏勘数据为参考依据,能帮助技术人员全面掌握被测区域内土地利用及地形地貌的基本情况,制定科学合理的飞行轨迹,尤其是起降点、飞行架次及飞行高度等,不易出现影响重叠率及分辨率的问题[5]。同时,秉持均匀分布及易分辨的工作原则,利用差分GPS提取被测区域明显标志物的经纬度及高程,直至确定5至7个标志点后,将所有航拍影像交由后期处理,以所建立的地面影像控制点为基础,能明显提高其结果精确度。此外,通过筛选删除重复影像等手段得出清晰度高且信息内容丰富的影像,不断调整其亮度及颜色直至适合后进行输出。

2.2数据数字化处理

数据数字化处理的流程相对复杂,包括数据预处理、加密点云及生产正射影响及数字表面模型等。其中,数据预处理是数据数字处理的首要环节。由于影像拼接及融合均需要提前几何校正飞行器所产生的投影变形、相机镜头畸变及图像旋转等问题,再自动化配准图像特征,即提取图像匹配信息期间明确最佳的匹配特征,方可满足对齐图像的要求,直至提取特征、配准特征及求解参数。同时,灰度特征、边缘及点是用于匹配的重要特征,尤其是图像拼接期间点特征匹配的应用范围最为广泛,对于实现全自动化及智能化图像拼接提供强有力的支持。

同时,根据ArcGIS分析技术及数据遥测成果,能准确提取水土保持建设项目中的挖填方量、影响区域及建设范围等信息数据,甚至获取微地形地貌、废渣场物质构成及结构变化等数据内容。由此可见,水土保持监管应用无人机遥测技术能有效提取被测区域自然环境相关信息,例如:植被类型、覆盖面积及水保设施等,明确防治区域中水土流失程度及需要治理面积,真正意义上做到全面评估防治区域内发生滑坡及崩塌的风险,尤其是对下游或周边自然环境所产生的危害影响。此外,无人机遥测技术也适用于监管重点治理工程,例如:利用大比例数据分析水土流失状况。

2.3获取指标信息

结合DSM数据及正射影响能获取被测区域目标的面积、体积及长度等信息数据,其分析解析流程相对复杂,即于计算机软件中输入预处理影像,经几何校正、拼接及融合处理后获取区域总体影像,而DOM或DEM影像往往需要利用无人机遥测系统自带的空中三角测算模块进行获取,例如:以DEM为例中加密点云及差值算法能完整输出地形图。同时,利用ArcGIS技术手段能得出被测区域的直观影像,例如:地表扰动区域、防护区域范围、水保措施量及建设工程挖填量等,并且以此为基础满足水土保持监管的工作要求,真正意义上做到快速评价项目区域水土流失总量。

3.结语

通过本文探究,认识到大中型水利建设项目应用无人机遥测技术能取得令人满意的监管效果。从数据后期处理及航空影像获取的角度来看,无人机遥测技术具有影像获取及时、实时监控及分辨率高等鲜明特点,尤其是影像直观判断性及数据精确性,能弥补传统人力调查方法的不足,符合现代化水土保持监管工作的标准及要求。同时,受无人机遥测技术日趋成熟的影响,涌现出大量的智能遥测设备,为有效存储水土保持监管中遥测数据及地面数据提供强有力的支持。总而言之,水土保持监管应用无人机遥测技术能协助技术人员采取相应的治理对策,使水土流失问题得到有效预防控制,进一步促进水土保持工作效率及质量的提升。

【参考文献】

[1]王海涛.水土保持监管中无人机遥测技术的应用研究[J].黑龙江水利科技,2019,47(11):149-153.

[2]何山.无人机遥测技术在水土保持监管中的应用[J].吉林农业,2019(20):45.

[3]马利苹,程辉.水土保持监管中的高分遥感以及无人机技术应用[J].工程建设与设计,2019(07):117-118.

[4]方宗福,寇馨月.水土保持监管中高分遥感及无人机技术的应用[J].科技风,2017(19):12.

[5]华娟.水土保持监管中无人机遥测技术的应用[J].低碳世界,2017(28):88-89.