摘要文章分析开发建设项目水土流失特点，总结现有水土保持监测手段，提出运用无人机技术，开展生产建设项目水土保持监测工作。该技术弥补了传统监测手段的不足之处，有效提高了项目监测的精度、效率及自动化程度。
关键词无人机；开发建设项目；水土保持监测
中图分类号：Ｓ１５７
文献标识码：Ｃ
无人机遥感技术在开发建设项目
水土保持监测中的应用
杨
恺
（陕西省水土保持生态环境监测中心
陕西
西安
710004）
１前言
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］。近年来，随着改革开放的不断深入，各类开发建设项目应运而生，这些项目在推动经济发展的同时，不可避免的对周边环境带来负面影响。自新水土保持法颁布实施以来，国家愈加重视对水土流失的综合治理和对水土流失灾害的控制。水土保持监测作为水土保持工作的组成部分，其重要性亦得到广泛认可，开发建设项目业主对于开展水土保持监测工作的积极性越来越高。监测项目的增加，对监测技术的发展提出了更高的要求。传统监测手段存在周期较长、精度有限、受地形限制等诸多弊病，因此，如何准确、及时、客观的反映项目建设区水土流失及水土保持现状，成为监测工作发展的首要任务。
无人机遥感系统是继传统航空、航天遥感平台之后的第三代遥感平台。它可快速获取地理、资源、环境等空间遥感信息，完成遥感数据采集、处理和应用分析。该系统由于具有机动、快速、经济等优势，已经成为世界各国近年来争相研究的热点课题，现已逐步从研究开发发展到实际应用阶段，成为未来的主要航空遥感技术之一［２］。笔者以陕南一水电项目为研究对象，采用无人机遥感技术以及传统监测方法完成了该项目水土保持监测工作，通过对监测结果的整理分析，认为无人机遥感技术可以服务于开发建设项目水土保持监测领域，弥补传统监测手段的不足之处，有效提高项目监测的精度、效率
及自动化程度。
２无人机遥感技术概念
２．１基本概念
无人机遥感（ＵｎｍａｎｎｅｄＡｅｒｉａｌＶｅｈｉｃｌｅＲｅｍｏｔｅＳｅｎｓｉｎｇ）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。通过更换搭载在无人机上的遥感传感器，可以针对不同项目需求获取相应数据。目前，无人机遥感技术涉及土地利用监测、水利、电力、突发事件调查等多领域的应用。２．２无人机遥感技术的应用特点
无人机遥感技术指空中遥感平台的微型遥感技术，此技术以无人机为空中平台，通过遥感传感器获取信息，用计算机对图像信息进行处理，并按照一定精度要求制作成图像。无人机结构简单，对起降场地要求低（可弹射起飞），使用成本低，成像效果清晰；不但能完成有人驾驶飞机执行的任务，更适用于有人飞机不宜执行的任务，如危险区域的地质灾害调查、空中救援指挥和环境遥感监测等。２．３无人机遥感技术工作流程
无人机航摄系统所采用的无人机，是按照国际通用标准设计，主要用作遥感平台的小型飞行器。在进行航摄成像时，需要提前规划路线并设定外业控制点，之后无人机携带相机沿飞行线（或条带）获取垂直航空像片。图１是无人机遥感技术工作流程示意图。
３无人机遥感技术在开发建设项
目水土保持监测中的应用
３．１开发建设项目水土保持监测内容
根据《水土保持监测技术规程》（ＳＬ２７７－２００２）及《开发建设项目水土保持技术规
范》（ＧＢ５０４３３－２００８）［３］［４］
中关于开发建设项目
水土保持监测的规定，监测工作的主要内容包括以下几个方面：
３．１．１水土流失影响因子监测
主要监测项目区水文、气象因子；项目建设占地面积、扰动地表面积、挖、填方数量；弃渣场弃渣堆置后微地形地貌、地面组成物质及其结构的变化；植被类型及覆盖度，水土保持设施、措施数量和质量。３．１．２水土流失状况与危害监测
主要监测弃渣场、路堑坡面、路基边坡等防治责任范围内的水土流失面积、流失量及程度的变化情况，滑坡、崩塌等发生的数量，以及对周边和下游地区造成的危害。３．１．３水土流失防治与效果监测
（１）各项水土保持防治措施（工程措施、林草措施、土地复垦）的数量和质量；
（２）林草的生长发育情况（树高、乔木胸径、乔灌冠幅）、成活率、保存率及植被覆盖率；
（３）工程防护措施的稳定性、完好程度和运行情况；
（４）各种已实施的水土保持措施的防治拦渣效果，包括土壤流失控制比、拦渣率；项目建设区水土流失治理度、扰动土地整治率、植被恢复系数、林草覆盖率。３．２无人机遥感技术的应用３．２．１无人机监测方案设计
以该项目平面布置图及项目所在区域地形图为基础，制定航测方案。主要包括飞行路线、飞行高度、拍摄空域间隔，并布设一定数量的地面标识以及解译标志。３．２．２航测数据处理
目前，无人机影像处理软件主要在自动化摄影测量处理上进行提升。笔者通过多个软件的比对测试，最终选定美国莱卡公司基于
ＥＲＤＡＳ软件制作的ＬＰＳ（ＬｅｉｃａＰｈｏｔｏｇｒａｍｍｅｔｒｙＳｕｉｔｅ）模块，进行数据最终处理。该模块操作简单，自动化程度高，其分布式处理功能能够充分
图１无人机遥感技术工作流程示意图
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SHUILI 科技２０１３．４
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利用硬件资源，极大提升效率，这些特点能充分满足开发建设项目水土保持监测工作需求。
在数据录入之前，通过清除异常航片、错误纠正，对航测数据进行预处理，记录相机参数、飞行高度、控制点坐标、航线轨迹图等，并整理影像ＰＯＳ数据；利用ＬＰＳ模块进行数据录入，主要包括创建工程、影像导入、内外方位元素导入以及三个阶段；参考初始的ＰＯＳ数据，利用ＬＰＳ模块自动生成同名点；根据生成的同名点及初始的内外方位信息，反复进行空三运算，剔除其误差较大的同名点，最终形成空三成果；从空三成果中提取项目区ＤＥＭ数据，形成ＤＥＭ成果，并通过正射校正，完成影像镶嵌（见图２）。３．２．３成果应用
根据确定的水土保持监测内容，无
人机技术获取的成果可以应用到以下
几个方面：
（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
地形的对比分析，计算该项目施工期间
弃渣量；
（２）水土保持措施监测。
通过影像成果，精确计算项目区
工程、植物措施面积，建立地面解译标
志，分析植被盖度。
（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治理率、水土
流失治理率、土壤流失控制比、植被恢复
系数、林草植被覆盖率、拦渣率等综合评
价指标［５］。
（４）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
（见图３），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
随着科学技术的飞速发展，愈来愈
多的新技术被应用到水土保持监测领
域之中，在提高监测效率的同时，向着
智能化、高精度的方向发展。笔者的研
究表明，无人机遥感技术可以很好的用
于开发建设项目的水土保持监测工作，
以改进传统的监测手段，达到有效提高
项目监测的精度、效率及自动化程度的
目的。陕西水利
参考文献
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2008.
[2]雷添杰,李长春,何孝莹.无人机航空遥
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[3]水利部水土保持司,水利部水土保持监
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[4]中华人民共和国水利部.
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2008.
[5]曾红娟,史明昌,陈胜利,黄在智.开
发建设项目水土保持监测指标体系及监
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（责任编辑：周蓓）
图２数据处理过程中各阶段成果图３水电站及项目所在区三维演示