無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在水利相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用

無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在水利相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用ApplicationofUAVremotesensingtechnologyinwaterconservancyrelatedfieldsLINJun(ZhaotongInvestigation,Design^ResearchinstituteofwaterConservancy&Hydropower,Zhaotong657000,China)摘要：本文基于無(wú)人機(jī)遙感，簡(jiǎn)要探討無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在水利領(lǐng)域的防洪減災(zāi)、水土保持監(jiān)測(cè)、水域動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、水利工程建設(shè)與管理中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī);遙感;水利;應(yīng)用Abstract:basedonUAVremotesensing,thispaperbrieflydiscussestheapplicationofUAVremotesensingtechnologyinfloodcontrolanddisastermitigation,soilandwaterconservationmonitoring,waterareadynamicmonitoring,waterconservancyprojectconstructionandmanagementinthefieldofwaterconservancy.Keywords:UAV;remotesensing;waterconservancy;applications0引言遙感(RemoteSensing)，遙遠(yuǎn)感知的意思，也就是遠(yuǎn)離目標(biāo)，在不與目標(biāo)物直接接觸的情況下，通過某種平臺(tái)搭載光學(xué)或電子光學(xué)儀器接受地面物體反射或發(fā)射的電磁波信號(hào)獲取其特征信息，然后對(duì)所獲取信息進(jìn)行提取、判定、處理和應(yīng)用分析的綜合性技術(shù)，遙感一般劃分為航天遙感、航空遙感和地面遙感。遙感技術(shù)于20世紀(jì)60年代興起并迅速發(fā)展起來(lái)，隨著現(xiàn)代物理學(xué)、空間技術(shù)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息科學(xué)等發(fā)展，遙感技術(shù)已成為一種影像遙感和數(shù)字遙感相結(jié)合的先進(jìn)、實(shí)用的綜合性探測(cè)技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于測(cè)繪、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、地質(zhì)、水利、氣象、海洋和環(huán)境保護(hù)等各個(gè)領(lǐng)域。無(wú)人機(jī)遙感(UAVRemoteSensing)，是以無(wú)人駕駛飛行器為空中搭載平臺(tái)，利用無(wú)人駕駛飛行器技術(shù)、遙感傳感器技術(shù)、航測(cè)遙控技術(shù)、通訊系統(tǒng)、GPS差分定位技術(shù)和遙感應(yīng)用技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化快速獲取高分辨率、高光譜的空間遙感數(shù)據(jù)信息，從而完成遙感數(shù)據(jù)處理、建模和應(yīng)用分析。無(wú)人機(jī)遙感具有機(jī)動(dòng)、快速、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)勢(shì)及成本低、風(fēng)險(xiǎn)小、靈活性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，如今已成為應(yīng)用和研究的熱點(diǎn)，是航空遙感的重要技術(shù)之一。本文簡(jiǎn)要探討無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在水利領(lǐng)域的防洪減災(zāi)、水土保持監(jiān)測(cè)、水域動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、水利工程建設(shè)與管理中的應(yīng)用。1無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)主要特點(diǎn)無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)主要特點(diǎn)為：①可獲取大范圍數(shù)據(jù)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(shí)間內(nèi)取得大量數(shù)據(jù)，信息可以圖像與非圖像方式表現(xiàn)出來(lái)，代替人員前往危險(xiǎn)或難以抵達(dá)的地方觀測(cè)。2無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在防洪減災(zāi)中的應(yīng)用無(wú)人機(jī)航空遙感技術(shù)作為一項(xiàng)空間數(shù)據(jù)信息獲取的重要手段，具有續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)、影像實(shí)時(shí)傳輸、高危險(xiǎn)地區(qū)探測(cè)、成本低、機(jī)動(dòng)靈活等優(yōu)點(diǎn)，是衛(wèi)星遙感和載人飛機(jī)航空遙感的有力補(bǔ)充。無(wú)人機(jī)在日常防汛檢查中，可克服交通、危險(xiǎn)等不利因素，快速趕到出險(xiǎn)空域，立體地查看滯洪區(qū)的地形、地貌和水庫(kù)、堤防險(xiǎn)工險(xiǎn)段。根據(jù)實(shí)時(shí)傳遞的遙感數(shù)據(jù)信息，監(jiān)測(cè)險(xiǎn)情發(fā)展，為防洪決策提供準(zhǔn)確的信息，同時(shí)最大限度的規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，無(wú)人機(jī)遙感信息使相關(guān)的政府部門對(duì)應(yīng)急突發(fā)事件的情況了解更加全面、對(duì)突發(fā)事件的反應(yīng)更加迅速、對(duì)相關(guān)人員之間的協(xié)調(diào)更加充分、決策更加有據(jù)。無(wú)人機(jī)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(xiǎn)中的人身安全也可以得到進(jìn)一步的保障。無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在防汛減災(zāi)領(lǐng)域能夠保障政府和其他應(yīng)急力量在洪澇災(zāi)害或旱情來(lái)臨的時(shí)候，通過快速、及時(shí)、準(zhǔn)確地收集到應(yīng)急信息，以及多種方式進(jìn)行高效地溝通，為相關(guān)決策提供正確的輔助信息。圖例1魯?shù)榧t石巖堰塞湖震前震后遙感影像3無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在水土保持監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用水土流失成為我國(guó)主要的環(huán)境問題，無(wú)人機(jī)遙感可以發(fā)揮重要作用，其宏觀、快速、動(dòng)態(tài)和經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，根據(jù)不同時(shí)期土壤侵蝕強(qiáng)度分級(jí)的分析對(duì)比，評(píng)價(jià)水保治理效果，指導(dǎo)今后水土保持規(guī)劃和設(shè)計(jì)工作。無(wú)人機(jī)可以在低空、低速的情況下對(duì)研究區(qū)域進(jìn)行拍攝，航拍的照片真實(shí)、直觀地反應(yīng)了研究范圍內(nèi)建設(shè)期所造成的水土流失狀況、強(qiáng)度及分布情況。這對(duì)于利用CIS系統(tǒng)建立研究范圍內(nèi)水土流失本底數(shù)據(jù)庫(kù)，確定士壤侵蝕類型、強(qiáng)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(shù)據(jù)源信息。無(wú)人機(jī)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(shì)、發(fā)生特點(diǎn)和現(xiàn)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(wú)人機(jī)遙感在水土保持監(jiān)測(cè)領(lǐng)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(nèi)的水士流失奠定了基礎(chǔ)。圖例2長(zhǎng)汀縣水土流失監(jiān)測(cè)遙感影像4無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在水域動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用我國(guó)隨著人口增長(zhǎng)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(dāng)前急需解決的問題，而河流水系分布及流域面積的準(zhǔn)確計(jì)算是開發(fā)利用的基礎(chǔ)。目前出于時(shí)間變遷和當(dāng)時(shí)技術(shù)水平的限制，許多河流水系分布、流域面積等基礎(chǔ)資料已不能準(zhǔn)確反映當(dāng)前狀況。水域動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)調(diào)查的目標(biāo)是查清研究范圍內(nèi)的水域變化狀況，掌握真實(shí)的水域基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，建立和完善水域調(diào)查、水域統(tǒng)計(jì)和水域占補(bǔ)平衡制度，實(shí)現(xiàn)水城資源信息的社會(huì)化服務(wù)，滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展及水域資源管理的需要。利用無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)進(jìn)行水資源調(diào)查速度快，準(zhǔn)確率高，可節(jié)省大量人力、物力、財(cái)力。同時(shí)通過已有的水域動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)更新調(diào)查成果對(duì)水域利用狀況和水域權(quán)屬界線等進(jìn)行全面的變更調(diào)查或更新調(diào)查，按照科學(xué)的技術(shù)流程，采用成熟的目視解譯與計(jì)算機(jī)自動(dòng)識(shí)別相結(jié)合的信息提取技術(shù)進(jìn)行內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)采集和圖形編輯，獲取每一塊水域動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的類型、面積、權(quán)屬和分布信息，建立各級(jí)互聯(lián)，自動(dòng)交換，信息共享的水域動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)利用數(shù)據(jù)庫(kù)和管理系統(tǒng)。利用無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)還可以監(jiān)測(cè)河道變化、水域非法占用等情況，為預(yù)測(cè)河道發(fā)展趨勢(shì)，水域占用執(zhí)法等工作提供數(shù)據(jù)。無(wú)人機(jī)遙感水域監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)還可以應(yīng)用到水利規(guī)劃、開發(fā)等，具有十分可觀的經(jīng)濟(jì)效益和顯著的社會(huì)效益。圖例3大理洱海水域動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)遙感影像5無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在水利工程建設(shè)與管理中的應(yīng)用在水利工程建設(shè)與管理涉及到水利工程建設(shè)環(huán)境影響分析評(píng)價(jià)、水利工程的安全監(jiān)測(cè)等，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的快速實(shí)施、高分辨率數(shù)據(jù)等特點(diǎn)，在該領(lǐng)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(cè)包括水利工程建設(shè)引起的土地植被或生態(tài)變化、淹沒范圍、庫(kù)尾淤積、土地漬化等方面的監(jiān)測(cè)內(nèi)容。利用無(wú)人機(jī)遙感的高分辨率、靈活機(jī)動(dòng)等特征，可以為水利工程生態(tài)環(huán)境提供宏觀的科學(xué)數(shù)據(jù)和決策依據(jù)，同時(shí)利用空間信息技術(shù)，應(yīng)用無(wú)人機(jī)遙感的空間分辯率遙感影像以

及高精度CPS系統(tǒng)相結(jié)合的方法，還可以進(jìn)行水庫(kù)和堤防工程的建設(shè)施工監(jiān)測(cè)工作。圖例4昭通市黑石羅水庫(kù)工程大壩遙感影像6結(jié)論如今，隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)、傾斜攝影技術(shù)、三維激光掃描技術(shù)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)(GIS)的迅速發(fā)展和北斗(BDS)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、5G通信系統(tǒng)的普及利用，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)將實(shí)現(xiàn)更加自動(dòng)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(shù)據(jù)信息的能力，促進(jìn)遙感數(shù)據(jù)信息應(yīng)用分析的更精準(zhǔn)、更全面、更高效，未來(lái)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)不言而喻，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)將在水利領(lǐng)域中有著相當(dāng)大的應(yīng)用前景。參考文獻(xiàn):金偉，葛宏立，杜華強(qiáng)，等.無(wú)人機(jī)遙感發(fā)展與應(yīng)用概況[J].遙感信息，2009(1):88-92.李德仁，李明.無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)的研究進(jìn)展與應(yīng)用前景[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版)，2014,39(5):505-513.范承嘯，韓俊，熊志軍，等.無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)現(xiàn)狀與應(yīng)用[J].測(cè)繪科學(xué)，2009,34(5):214-215.劉昌軍，郭良，岳沖.無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)在山洪災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].中