無人機遙感技術在水利相關領域的應用

無人機遙感技術在水利相關領域的應用ApplicationofUAVremotesensingtechnologyinwaterconservancyrelatedfieldsLINJun(ZhaotongInvestigation,Design^ResearchinstituteofwaterConservancy&Hydropower,Zhaotong657000,China)摘要：本文基于無人機遙感，簡要探討無人機遙感技術在水利領域的防洪減災、水土保持監(jiān)測、水域動態(tài)監(jiān)測、水利工程建設與管理中的應用。關鍵詞：無人機;遙感;水利;應用Abstract:basedonUAVremotesensing,thispaperbrieflydiscussestheapplicationofUAVremotesensingtechnologyinfloodcontrolanddisastermitigation,soilandwaterconservationmonitoring,waterareadynamicmonitoring,waterconservancyprojectconstructionandmanagementinthefieldofwaterconservancy.Keywords:UAV;remotesensing;waterconservancy;applications0引言遙感(RemoteSensing)，遙遠感知的意思，也就是遠離目標，在不與目標物直接接觸的情況下，通過某種平臺搭載光學或電子光學儀器接受地面物體反射或發(fā)射的電磁波信號獲取其特征信息，然后對所獲取信息進行提取、判定、處理和應用分析的綜合性技術，遙感一般劃分為航天遙感、航空遙感和地面遙感。遙感技術于20世紀60年代興起并迅速發(fā)展起來，隨著現代物理學、空間技術、電子技術、計算機技術和信息科學等發(fā)展，遙感技術已成為一種影像遙感和數字遙感相結合的先進、實用的綜合性探測技術，被廣泛應用于測繪、農業(yè)、林業(yè)、地質、水利、氣象、海洋和環(huán)境保護等各個領域。無人機遙感(UAVRemoteSensing)，是以無人駕駛飛行器為空中搭載平臺，利用無人駕駛飛行器技術、遙感傳感器技術、航測遙控技術、通訊系統(tǒng)、GPS差分定位技術和遙感應用技術等，實現自動化、智能化快速獲取高分辨率、高光譜的空間遙感數據信息，從而完成遙感數據處理、建模和應用分析。無人機遙感具有機動、快速、經濟等優(yōu)勢及成本低、風險小、靈活性強等優(yōu)點，如今已成為應用和研究的熱點，是航空遙感的重要技術之一。本文簡要探討無人機遙感技術在水利領域的防洪減災、水土保持監(jiān)測、水域動態(tài)監(jiān)測、水利工程建設與管理中的應用。1無人機遙感技術主要特點無人機遙感技術主要特點為：①可獲取大范圍數據資料；②獲取信息的速度快，周期短；③獲取信息受條件限制少；④獲取信息的手段多，信息量大；⑤能于短時間內取得大量數據，信息可以圖像與非圖像方式表現出來，代替人員前往危險或難以抵達的地方觀測。2無人機遙感技術在防洪減災中的應用無人機航空遙感技術作為一項空間數據信息獲取的重要手段，具有續(xù)航時間長、影像實時傳輸、高危險地區(qū)探測、成本低、機動靈活等優(yōu)點，是衛(wèi)星遙感和載人飛機航空遙感的有力補充。無人機在日常防汛檢查中，可克服交通、危險等不利因素，快速趕到出險空域，立體地查看滯洪區(qū)的地形、地貌和水庫、堤防險工險段。根據實時傳遞的遙感數據信息，監(jiān)測險情發(fā)展，為防洪決策提供準確的信息，同時最大限度的規(guī)避風險，無人機遙感信息使相關的政府部門對應急突發(fā)事件的情況了解更加全面、對突發(fā)事件的反應更加迅速、對相關人員之間的協調更加充分、決策更加有據。無人機的使用，還可以大大地降低工作人員的工作難度，在防汛搶險中的人身安全也可以得到進一步的保障。無人機遙感技術在防汛減災領域能夠保障政府和其他應急力量在洪澇災害或旱情來臨的時候，通過快速、及時、準確地收集到應急信息，以及多種方式進行高效地溝通，為相關決策提供正確的輔助信息。圖例1魯甸紅石巖堰塞湖震前震后遙感影像3無人機遙感技術在水土保持監(jiān)測中的應用水土流失成為我國主要的環(huán)境問題，無人機遙感可以發(fā)揮重要作用，其宏觀、快速、動態(tài)和經濟的特點，根據不同時期土壤侵蝕強度分級的分析對比，評價水保治理效果，指導今后水土保持規(guī)劃和設計工作。無人機可以在低空、低速的情況下對研究區(qū)域進行拍攝，航拍的照片真實、直觀地反應了研究范圍內建設期所造成的水土流失狀況、強度及分布情況。這對于利用CIS系統(tǒng)建立研究范圍內水土流失本底數據庫，確定士壤侵蝕類型、強度、程度以及地形、植被、管理措施等土壤侵蝕因子的屬性提供了數據源信息。無人機系統(tǒng)獲取的遙感影像能夠幫助了解區(qū)域水土流失發(fā)展趨勢、發(fā)生特點和現狀等，以便做好區(qū)域水土保持工作規(guī)劃，加快水土流失治理。無人機遙感在水土保持監(jiān)測領域以較低的成本快速清查區(qū)域的水土流失狀況、主要土壤侵蝕影響因子，為利用CIS分析研究區(qū)域內的水士流失奠定了基礎。圖例2長汀縣水土流失監(jiān)測遙感影像4無人機遙感技術在水域動態(tài)監(jiān)測中的應用我國隨著人口增長和工業(yè)發(fā)展，水資源供需矛盾日益突出，水資源的合理開發(fā)利用是當前急需解決的問題，而河流水系分布及流域面積的準確計算是開發(fā)利用的基礎。目前出于時間變遷和當時技術水平的限制，許多河流水系分布、流域面積等基礎資料已不能準確反映當前狀況。水域動態(tài)監(jiān)測調查的目標是查清研究范圍內的水域變化狀況，掌握真實的水域基礎數據，建立和完善水域調查、水域統(tǒng)計和水域占補平衡制度，實現水城資源信息的社會化服務，滿足經濟社會發(fā)展及水域資源管理的需要。利用無人機遙感技術進行水資源調查速度快，準確率高，可節(jié)省大量人力、物力、財力。同時通過已有的水域動態(tài)監(jiān)測更新調查成果對水域利用狀況和水域權屬界線等進行全面的變更調查或更新調查，按照科學的技術流程，采用成熟的目視解譯與計算機自動識別相結合的信息提取技術進行內業(yè)數據采集和圖形編輯，獲取每一塊水域動態(tài)監(jiān)測的類型、面積、權屬和分布信息，建立各級互聯，自動交換，信息共享的水域動態(tài)監(jiān)測利用數據庫和管理系統(tǒng)。利用無人機遙感技術還可以監(jiān)測河道變化、水域非法占用等情況，為預測河道發(fā)展趨勢，水域占用執(zhí)法等工作提供數據。無人機遙感水域監(jiān)測數據還可以應用到水利規(guī)劃、開發(fā)等，具有十分可觀的經濟效益和顯著的社會效益。圖例3大理洱海水域動態(tài)監(jiān)測遙感影像5無人機遙感技術在水利工程建設與管理中的應用在水利工程建設與管理涉及到水利工程建設環(huán)境影響分析評價、水利工程的安全監(jiān)測等，無人機遙感技術的快速實施、高分辨率數據等特點，在該領域也能發(fā)揮重要的作用。水利工程環(huán)境影響遙感監(jiān)測包括水利工程建設引起的土地植被或生態(tài)變化、淹沒范圍、庫尾淤積、土地漬化等方面的監(jiān)測內容。利用無人機遙感的高分辨率、靈活機動等特征，可以為水利工程生態(tài)環(huán)境提供宏觀的科學數據和決策依據，同時利用空間信息技術，應用無人機遙感的空間分辯率遙感影像以

及高精度CPS系統(tǒng)相結合的方法，還可以進行水庫和堤防工程的建設施工監(jiān)測工作。圖例4昭通市黑石羅水庫工程大壩遙感影像6結論如今，隨著無人機技術、傾斜攝影技術、三維激光掃描技術、地理信息系統(tǒng)技術(GIS)的迅速發(fā)展和北斗(BDS)衛(wèi)星導航系統(tǒng)、5G通信系統(tǒng)的普及利用，無人機遙感技術將實現更加自動化、智能化、立體化快速獲取更高精度、高分辨率、高光譜空間遙感數據信息的能力，促進遙感數據信息應用分析的更精準、更全面、更高效，未來的應用優(yōu)勢不言而喻，無人機遙感技術將在水利領域中有著相當大的應用前景。參考文獻:金偉，葛宏立，杜華強，等.無人機遙感發(fā)展與應用概況[J].遙感信息，2009(1):88-92.李德仁，李明.無人機遙感系統(tǒng)的研究進展與應用前景[J].武漢大學學報(信息科學版)，2014,39(5):505-513.范承嘯，韓俊，熊志軍，等.無人機遙感技術現狀與應用[J].測繪科學，2009,34(5):214-215.劉昌軍，郭良，岳沖.無人機航測技術在山洪災害調查評價中的應用[J].中