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遙感技術(shù)及應用范文第1篇

關(guān)鍵詞遙感技術(shù);礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查;解譯;應用

中圖分類號TP79 文獻標識碼A文章編號1673-9671-(2010)042-0129-01

2O世紀90年代初期,礦山環(huán)境調(diào)查、評價與保護并未受到人們的足夠重視。90年代中后期,特別是在國土資源部成立以來,隨著采礦技術(shù)及相關(guān)學科的迅猛發(fā)展,礦山環(huán)境調(diào)查與保護問題才引起了人們的廣泛關(guān)注,并涌現(xiàn)出了一大批新技術(shù)和新方法。利用遙感技術(shù)進行礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查,為我國礦山環(huán)境調(diào)查與保護提供了強有力的技術(shù)保障。

1遙感技術(shù)在礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查中的應用現(xiàn)狀

我國利用遙感技術(shù)開展地質(zhì)災害調(diào)查起步較晚,但進展較快。我國的地質(zhì)災害遙感調(diào)查技術(shù)是在為山區(qū)大型工程建設服務中逐漸發(fā)展起來的。上世紀20年里,我國完成的區(qū)域地質(zhì)災害遙感調(diào)查面積大約覆蓋了10萬km2的國土。2002～2006年,為查清我國礦山地質(zhì)災害的分布、特點,全國礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查與評估工作引進了遙感技術(shù),第一次初步摸清了我國礦山環(huán)境地質(zhì)問題類型、分布及危害。短短幾年時間,我國學者對應用于礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查的遙感技術(shù)進行了很多探索研究,取得了不少可喜的成果,積累了大量研究經(jīng)驗和技術(shù)方法。先前已有同行以QuickBird多光譜遙感數(shù)據(jù)為主要信息源,采用遙感調(diào)查與地面核查的方法,基本查明了江西德興銅礦礦區(qū)尾礦、固(液)體廢料類型、分布現(xiàn)狀和排放渠道,形成了礦山地物遙感識別,尾礦庫水下尾礦堆積區(qū)遙感識別,礦山地物面積計算、體積測算等遙感調(diào)查技術(shù)。還有同行采用大比例尺SPOT5衛(wèi)星遙感影像,準確圈定出面積性的礦山環(huán)境地質(zhì)問題,通過歷史上多期影像對比,揭示出礦山地質(zhì)環(huán)境的時空演化。況順達等利用遙感技術(shù)快速、準確、經(jīng)濟地摸清了貴州省礦山地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀及礦業(yè)開發(fā)對生態(tài)環(huán)境的影響,為合理開發(fā)礦產(chǎn)資源、保護地質(zhì)環(huán)境、礦山環(huán)境整治、礦山生態(tài)恢復與重建、實施礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)督等提供了基礎(chǔ)資料。

2應用實例分析

2007年6月～10月,作者參加了某金礦區(qū)的礦山地質(zhì)環(huán)境野外調(diào)查工作,該工作采用1:5萬地形圖,并輔以1:2.5萬SPOT5遙感影像圖,在SPOT5遙感解譯的基礎(chǔ)上,快速查明了金礦區(qū)采礦廢渣堆、尾礦庫、選礦廠、無庫尾礦渣等的空間分布、規(guī)模,通過野外核查驗證,對解譯結(jié)果進行了修正,如此反復多次,并最終建立了解譯標志。

1)遙感數(shù)據(jù)信息源選擇及處理。礦山地質(zhì)環(huán)境遙感調(diào)查的研究對象不同、復雜程度不同、規(guī)模也不同,而遙感圖像的空間分辨率從零點幾米到幾公里,也就決定了礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查研究中的遙感技術(shù)是有尺度條件的。遙感數(shù)據(jù)處理內(nèi)容包括控制點選取、遙感數(shù)據(jù)正射糾正、融合、鑲嵌,標準DOM數(shù)字正射影像圖分幅和整飾等,處理結(jié)果用于礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查解譯,將結(jié)果提供野外驗證。在該項目野外調(diào)查中,采用了最新的地面分辨率全波段10m和彩色2.5m的SPOT5彩色數(shù)據(jù)融合,經(jīng)過糾正的RGB全彩色合成的1:2.5萬SPOT5彩色遙感影像圖作為礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查的主要衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù),這樣可以增強地貌、地層、地質(zhì)構(gòu)造、不良地質(zhì)、水體、植被等圖像信息。2)遙感技術(shù)參照技術(shù)標準。本次調(diào)查參照的遙感技術(shù)標準有:(《區(qū)域環(huán)境地質(zhì)勘查遙感技術(shù)規(guī)程》(DZ/T 0190―1997)和1:50000區(qū)域地質(zhì)調(diào)查中遙感技術(shù)規(guī)定》(DZ/T0151―95)。3)遙感解譯技術(shù)方法。遙感影像的解譯主要有直接解譯與間接解譯兩種方法。直接解譯是從航片或衛(wèi)片上根據(jù)地物影像的解譯標志直接判斷出地物類型,它包括形狀、大小、色調(diào)、陰影、紋理、圖型等要素。間接解譯是根據(jù)該地物與其周圍環(huán)境生態(tài)因子的關(guān)系來判斷其地物類型。掌握地物或目標與其周圍環(huán)境的關(guān)系,分析他們所處的背景條件或位置,這是判讀自然現(xiàn)象和人為目標的重要因素。本次工作采用目視解譯和計算機自動解譯相結(jié)合、室內(nèi)與野外相結(jié)合的工作方法。該項目在進行這一步作業(yè)時的特點是:充分利用遙感信息,消化和吸收已有大量的成果資料,對各種信息進行綜合分析研究;充分體現(xiàn)遙感工作的多片種、多比例尺、多時相、多種工作方法、多層次、點面結(jié)合的特點。4)礦山地質(zhì)環(huán)境問題。遙感解譯本次工作采用1:2.5萬SPOT5遙感解譯,利用總體觀察、對比分析、綜合分析等方法,清楚地圈定出金礦區(qū)采礦渣堆、尾礦庫、尾礦渣等堆積場所和山外地區(qū)選礦廠、冶煉廠、尾礦庫、無庫尾礦渣、氰化池、渣堆等位置、形態(tài)及計算面積等。本次工作進一步建立了該地區(qū)礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查點遙感解譯標志,見表1。

5)遙感解譯實效分析。利用SPOT5遙感圖像對礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查點的判譯能收到事半功倍的效果。本次遙感解譯結(jié)果顯示,判譯程度較好的地區(qū),判對率大于90%;判譯程度較好和研究程度中等的地區(qū),判對率達到70%以上;解譯效果較差或解譯困難地區(qū),判對率也達50%～60%。其中采礦渣堆的判對率大于90%,污染源的判對率也達86%,有效地提高了調(diào)查工作效率和調(diào)查精度。對于1:2.5萬遙感影像圖上大于2mm的面型礦山環(huán)境地質(zhì)問題均得到了解譯表示。對于有特殊意義的點、線、面型對象,規(guī)模雖小,但也作了夸大注明。

3遙感技術(shù)在礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查中的作用

1)遙感解譯是礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查不可缺少的技術(shù)方法之一。從技術(shù)方法角度講,遙感解譯是礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查的技術(shù)方法之一。利用航、衛(wèi)片進行遙感解譯,具有直觀、真實、準確、實效性強等特點。礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查的技術(shù)方法包括地面調(diào)查、遙感解譯、樣品測試、動態(tài)監(jiān)測以及輕型山地工程等,特別是遙感解譯,能提高調(diào)查研究的水平。2)利用遙感技術(shù)進行礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查,能起到事半功倍的效果。通過大比例尺地面調(diào)查和高分辨率的遙感解譯相結(jié)合的工作方法,能快速圈定礦山環(huán)境地質(zhì)問題的類型、形態(tài)、空間分布、規(guī)模及其地質(zhì)環(huán)境條件,便于進行定性和定量的分析研究,提高礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查工作的質(zhì)量和效率,對礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查與評價起到重要作用。3)遙感技術(shù)的特點為在礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查中的應用提供了可能。衛(wèi)星遙感技術(shù)的快速發(fā)展,為我國礦山地質(zhì)環(huán)境遙感調(diào)查提供了可能。遙感技術(shù)具有探測范圍大、周期短、信息量大、資料獲取速度快、客觀真實、動態(tài)性強以及資料收集不受特殊地形限制等突出特點。發(fā)揮大比例尺遙感影像在調(diào)查中的作用,是區(qū)域地質(zhì)環(huán)境調(diào)查最有效的手段之一,對礦山環(huán)境地質(zhì)問題具有良好的解譯效果。

4礦山地質(zhì)環(huán)境遙感調(diào)查存在的問題

遙感技術(shù)之所以目前尚未得到廣泛的應用,主要受限于以下兩方面的問題:1)在礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查隊伍中,技術(shù)人員對遙感技術(shù)比較陌生,使得遙感技術(shù)難以發(fā)揮應有的作用。2)礦山地質(zhì)環(huán)境遙感調(diào)查工作需要多時相的實時或準實時的遙感信息源,但價格昂貴,目前只局限于重點地區(qū)與重點工程的地質(zhì)環(huán)境調(diào)查。雖然存在以上問題,但我相信隨著遙感技術(shù)的發(fā)展和廣大地質(zhì)工作者的不懈努力,以及政府部門日益加大的支持,廣泛利用遙感技術(shù)進行礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查研究是必然趨勢,將貫穿于礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查、監(jiān)測、預警、評估的全過程。

參考文獻

[1]武強,李云龍.礦山環(huán)境地質(zhì)調(diào)查技術(shù)要求研究[J].水文地質(zhì)工程地質(zhì),2004,2:97-100.

[2]鄭達興,張瑞豐,徐剛等.礦山尾礦固(液)體廢料排放現(xiàn)狀與礦區(qū)生態(tài)環(huán)境遙感調(diào)查[A].中國地質(zhì)科學院地質(zhì)力學研究所,第七屆全國地質(zhì)力學學術(shù)研討會論文集,2006.

遙感技術(shù)及應用范文第2篇

英文名稱：Remote Sensing Technology and Application

主管單位：中國科學院

主辦單位：中國科學院遙感聯(lián)合中心;中國科學院資源環(huán)境科學信息中心

出版周期：雙月刊

出版地址：甘肅省蘭州市

語

種：中文

開

本：大16開

國際刊號：1004-0323

國內(nèi)刊號：62-1099/TP

郵發(fā)代號：54-21

發(fā)行范圍：國內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行

創(chuàng)刊時間：1986

期刊收錄：

中國科學引文數(shù)據(jù)庫(CSCD―2008)

核心期刊：

中文核心期刊(2008)

期刊榮譽：

Caj-cd規(guī)范獲獎期刊

聯(lián)系方式

遙感技術(shù)及應用范文第3篇

關(guān)鍵詞：遙感技術(shù) 土地利用 地籍圖

中圖分類號：TN919.6 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416(2012)01-0150-01

近年來，隨著遙感技術(shù)的廣泛應用，其在地籍調(diào)查與測量工作中的應用也在不斷深化。2009年，應用遙感技術(shù)保障土地調(diào)查數(shù)據(jù)現(xiàn)勢性、服務國土資源批后監(jiān)管的系統(tǒng)工程全國遙感監(jiān)測“一張圖”工程建設正式開始，目的是結(jié)合第二次全國土地調(diào)查統(tǒng)一時點底圖生產(chǎn)，在生產(chǎn)覆蓋全國遙感正射影像圖的基礎(chǔ)上，首次實現(xiàn)全國全覆蓋遙感監(jiān)測?！耙粡垐D”工程建設是國土資源管理尤其是地籍管理的一次重大變革，每年實現(xiàn)最新遙感影像的全覆蓋和全面的土地利用變化信息的提取，為今后變更調(diào)查和核查提供了最新最好的基礎(chǔ)，對于保證土地數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性和真實性，維護調(diào)查成果的生命力，完善國土資源監(jiān)管系統(tǒng)建設具有重大意義。由此可見，遙感技術(shù)在地籍調(diào)查與測量工作中正發(fā)揮著重要的作用。

1、遙感技術(shù)概述

遙感技術(shù)是20世紀60年代興起的一種探測技術(shù)，是根據(jù)電磁波的理論，應用各種傳感儀器對遠距離目標所輻射和反射的電磁波信息，進行收集、處理，并最后成像，從而對地面各種景物進行探測和識別的一種綜合技術(shù)。

遙感系統(tǒng)由遙感器、遙感平臺、信息傳輸設備、接收裝置以及圖像處理設備等組成。遙感器裝在遙感平臺上，它是遙感系統(tǒng)的重要設備，它可以是照相機、多光譜掃描儀、微波輻射計或合成孔徑雷達等。信息傳輸設備是飛行器和地面間傳遞信息的工具。圖像處理設備對地面接收到的遙感圖像信息進行處理，以獲取反映地物性質(zhì)和狀態(tài)的信息。判讀和成圖設備是把經(jīng)過處理的圖像信息提供給判釋人員直接判釋，或進一步用光學儀器或計算機進行分析，找出特征，與典型地物特征進行比較，以識別目標。

由于遙感技術(shù)具有探測范圍大、獲取資料的速度快、周期短、受地面條件限制少、手段多、獲取的信息量大以及全天候工作的能力的特點，目前，遙感技術(shù)已廣泛應用于軍事、地質(zhì)礦產(chǎn)勘探、自然資源調(diào)查、地圖測繪、環(huán)境監(jiān)測以及城市建設和管理等領(lǐng)域。

2、遙感技術(shù)在地籍調(diào)查與測量中的應用

2.1 土地資源遙感調(diào)查

土地資源遙感調(diào)查是利用遙感技術(shù)，對一定區(qū)域內(nèi)的土地資源的數(shù)量、質(zhì)量、分布和利用狀況及變化規(guī)律的調(diào)查。遙感影像最能夠直接反映的是土地覆蓋，因此，遙感技術(shù)大部分被用于土地覆蓋/利用狀況調(diào)查。

常規(guī)的土地利用調(diào)查是通過實地測繪的方法來進行，工作量大，調(diào)查周期長。而迅速發(fā)展的遙感技術(shù)，為土地資源類型及其變化信息的獲取提供了及時、有效的技術(shù)手段，由于遙感技術(shù)具有宏觀性、及時性、動態(tài)性以及多波段性等優(yōu)點，結(jié)合計算機迅速處理的特點，是常規(guī)土地調(diào)查技術(shù)所無法比擬的。例如，上海市中心區(qū)的土地利用調(diào)查，90年代曾用常規(guī)方法花了2年多的時間才完成，但完成后的圖件已不能反映2年后的情況；1995年初利用航空遙感方法，只花了2個多月就完成了調(diào)查，并且比常規(guī)方法更加詳細。遙感技術(shù)的引用，大大節(jié)省了調(diào)查成本和時間，從而提高了工作效率。

2.2 土地利用動態(tài)遙感監(jiān)測

利用遙感技術(shù)進行土地利用變更調(diào)查和動態(tài)監(jiān)測稱作土地利用動態(tài)遙感監(jiān)測。土地利用動態(tài)遙感監(jiān)測是以土地利用調(diào)查的數(shù)據(jù)及圖件為基礎(chǔ)，用遙感圖像處理與識別技術(shù)，從遙感圖像上提取變化信息，從而達到對土地利用變化情況進行及時的、直接的、客觀的定期監(jiān)測。

和其他監(jiān)測手段相比，遙感監(jiān)測具有速度快、精度高、范圍廣等特點，并能為國土資源管理工作提供基于事實影像的、可精確測量的、可作為基礎(chǔ)信息的土地利用動態(tài)監(jiān)測結(jié)果。近年來，隨著遙感技術(shù)的不斷發(fā)展，影像分辨率的不斷提高，計算機技術(shù)和信息處理技術(shù)的不斷增強，使得土地利用動態(tài)遙感監(jiān)測的技術(shù)不斷完善，并得到越來越廣泛地應用。

2.3 利用遙感技術(shù)制作地籍圖

所謂遙感地籍圖的制作，即在計算機制圖的環(huán)境下利用遙感資料編制出所需的地籍圖，這是遙感信息在地理研究和測繪制圖中的重要應用之一。利用遙感技術(shù)制作地籍圖的技術(shù)流程主要體現(xiàn)為：首先需要選擇合適的影像源，不同的數(shù)據(jù)源有不同的特性，所以提取信息的方法也不盡相同，目前常用的遙感影像有Landsat-TM、SPOT、QuickBird等。其次需要選擇某種遙感軟件進行影像的幾何糾正和影像的配準，目前常用的遙感軟件有ERDAS、ENVI、PCI GEOMATICA等。然后是遙感影像的融合，通過影像融合，希望既突出其中較高的空間分辨率，又能保持良好的光譜特征。還可對融合后的影像進行線性拉伸、灰度變換等增強處理，以提高圖像的對比度和清晰度，突出圖像的細節(jié)部分，利于影像判讀和量測。最后通過目視解譯和實地踏勘相結(jié)合的方法，將不同地物的形狀和各個區(qū)域的范圍從遙感影像上提取出來，即形成矢量文件，提取過程中，地物類型可參照地籍調(diào)查中的土地利用現(xiàn)狀分類標準進行。

3、結(jié)語

遙感信息是地表各種地物要素的真實反映，能清晰地顯示各種土地利用類型的特征與分布。與傳統(tǒng)的地籍調(diào)查方法相比，遙感技術(shù)具有精度更高、效率更高、更經(jīng)濟實用、更直觀實時等較多優(yōu)勢。隨著遙感技術(shù)的不斷發(fā)展，如遙感器分辨率的提高及綜合利用信息能力的增強等，它將越來越多地被應用在我們的日常地籍工作中。

參考文獻

[1]張晏.2009年全國遙感監(jiān)測“一張圖”工程建設將啟動.中國國土資源報.

[2]詹長根.現(xiàn)代地籍技術(shù) （第四講）遙感技術(shù)在地籍中的應用，測繪信息與工程,2004年8月.

遙感技術(shù)及應用范文第4篇

一、無人機遙感系統(tǒng)

1、無人機遙感系統(tǒng)的組成

無人機遙感系統(tǒng)是由地面部分、空中部分以及數(shù)據(jù)處理部分組成，其中主要是前兩部分，地面部分是由航跡規(guī)劃系統(tǒng)、地面控制系統(tǒng)以及顯示系統(tǒng)，空中部分則包含空中控制系統(tǒng)、傳感器系統(tǒng)、壓縮系統(tǒng)以及無人機平臺。

航跡規(guī)劃系統(tǒng)主要是對空中飛行器進行航線的規(guī)劃，規(guī)劃航線的依據(jù)主要是根據(jù)飛行要求、飛行器的性能和飛行作業(yè)區(qū)的特點進行規(guī)劃，規(guī)劃后的航線傳遞至地面控制系統(tǒng)和空中控制系統(tǒng)中，用于控制飛行的航線軌跡，傳感器系統(tǒng)是無人機的主要獲取遙感影像的設備，它的種類多樣，主要包括CCD數(shù)碼相機、磁測儀以及合成孔徑雷達等，其中CCD數(shù)碼相機由于感光度和色彩深度好，而且它的載片量大，所以在地震災區(qū)采用的是CCD數(shù)碼相機，遙感器在獲取遙感影像后通過飛行平臺和地面控制系統(tǒng)則對影像進行傳輸和處理。數(shù)據(jù)壓縮和解壓縮系統(tǒng)目的是為實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時傳輸。數(shù)據(jù)后處理部分是對影像數(shù)據(jù)進行加工，并提取有效信息。集合各個部分的功能完全可以滿足災情監(jiān)測的需要。

2、系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢

①機動快速、升空準備時間短、飛行速度快可迅速到達監(jiān)測區(qū)域，高精度遙感設備操作簡便，可以在短時間內(nèi)獲取遙感監(jiān)測結(jié)果。

②無人機自動化程度高，可按照預定的飛行航線自主飛行和拍攝，即使飛出人的視線范圍內(nèi)也可自行按照預定航線飛行，并且航線控制精度高，飛行姿態(tài)平穩(wěn)。適應各種不同的情況。

③智能化程度高，有故障自動檢測及修復，而且易操作，人員經(jīng)過短期培訓，便可自行操作。

④無人機上的攝像設備，具備面積覆蓋大的技術(shù)能力，并且獲取圖像的分別率很高，可以達到分米級。

⑤運營成本較低，系統(tǒng)的存放以及維護簡便。

二、無人機遙感系統(tǒng)進行地質(zhì)災害監(jiān)測工作

1、工作流程

①在災害發(fā)生的第一時間里立刻確定災區(qū)的位置，并進行收集災區(qū)的資料，為無人機飛行的飛行條件進行分析，如對氣象資料中的風力、雨雪天氣對確保飛行的安全是重要的信息，無人機可在小雪天氣以及8級風速這種惡劣天氣秀飛行。

②在災區(qū)的地理位置確定后對重災區(qū)進行航線規(guī)劃，實現(xiàn)對無人機飛行的飛行高度、航跡進行規(guī)劃，并在地面建立信號傳輸架，通常無人機飛行的高度在50米到4000米之間，速度在70公里/小時到160公里/小時范圍內(nèi)，續(xù)航的能力在3消失內(nèi)。

③航線規(guī)劃好后把航線信息輸入控制臺，便可對無人機發(fā)出飛行指令，無人機在接到指令后，可通過短距離跑的滑行、人工投射方式起飛，無人機則可按照預定航線進行飛行。

④當無人機超出了人的視線范圍內(nèi)之后，無人機通過地面控制系統(tǒng)可視線自動化飛行，以及完成災區(qū)的拍攝，拍攝到得遙感影像通過傳感器、無人機平臺及地面控制站間進行傳輸，并通過顯示裝置實時顯示。

⑤無人機在執(zhí)行了拍攝任務后自動關(guān)閉遙感設施，按照預定航線返行并根據(jù)地面控制人員的指令自行降落。

⑥在得到數(shù)據(jù)之后，用數(shù)據(jù)處理軟件對影像資料進行實時處理和綜合分析。

2、無人機遙感技術(shù)在地質(zhì)災害中的作用

地質(zhì)災害發(fā)生后，人員很難在第一時間進入災區(qū)，因此得到災區(qū)的第一手資料成為災后處理事件的第一要務，無人機遙感技術(shù)可在人員到達災區(qū)之前得到災區(qū)的影像圖，無人機遙感技術(shù)在地質(zhì)災害中的作用很重要，體現(xiàn)在以下幾點。

①提高災情的監(jiān)測能力

②提供了客觀準確的災情數(shù)據(jù)

③監(jiān)督了災后恢復重建進展情況

④提升了預警監(jiān)測水平

⑤健全了對地觀測技術(shù)在減災救災中的應用

三、案例分析

我國是一個地質(zhì)災害多發(fā)國，無人機遙感技術(shù)在災害中第一時間獲取影像信息數(shù)據(jù)，并對災區(qū)的救援工作提供了第一手的資料。在四川雅安廬山縣地質(zhì)災害中無人機得災害救援能力得到了充分的體現(xiàn)，國家減災中心在震后30分鐘以內(nèi)啟動了重大自然災害無人機應急合作機制，迅速的組織了無人機遙感災害監(jiān)測工作組，北京、西安以及四川分別派出了無人機隊伍進行災后的遙感測繪工作，為救援和災后重建提供了大量的珍貴資料，使國家及時的做出了正確的方案。

遙感技術(shù)及應用范文第5篇

關(guān)鍵詞:無人機;遙感技術(shù);應用研究

隨著信息化概念的不斷推廣與普及，人們逐漸認識到遠程傳輸和無線遙感技術(shù)在日常生活中所扮演的重要角色，遠程傳輸和無線遙感技術(shù)可以極大地提高工作效率，尤其在條件艱苦的工作崗位上。無人機是近些年來輔助遙感技術(shù)重要支撐平臺，是未來航空器的主流發(fā)展方向之一，已成為世界各國研究的熱點。目前，無人機技術(shù)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，具有機動性高、適用性強、分辨率高、成本低廉等優(yōu)勢，在水利管理行業(yè)中正逐漸嶄露頭角。隨著“十四五”計劃中水利信息化建設的不斷推進，采用先進技術(shù)手段提高水利行業(yè)工作效率是現(xiàn)今水利工作者的研究重點［1］。為此，本文通過總結(jié)無人機遙感技術(shù)在水利行業(yè)中管理、應急救災、國土資源監(jiān)察、水利行政執(zhí)法、水工建筑物病害巡查等領(lǐng)域的應用與實踐，論述無人機技術(shù)在水利行業(yè)中的應用優(yōu)勢和應用前景。

1無人機系統(tǒng)簡介

無人機是利用無線電遙控設備操控，可以搭載相關(guān)傳感器的無人駕駛飛機，可以通過自動化、智能化、專用化等相關(guān)技術(shù)快速獲取國土、資源和環(huán)境等空間遙感信息，并實時上傳到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，通過專業(yè)人士進行數(shù)據(jù)分析和整理，以供相關(guān)單位工作者進行實際應用。常見無人機控制系統(tǒng)主要由空中控制系統(tǒng)、地面控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)后處理系統(tǒng)3部分組成。空中控制系統(tǒng)主要包括通訊模塊和地表影像采集模塊。地面控制系統(tǒng)主要引導和制定無人機航行航攝路線。高級地面控制系統(tǒng)可以對預定航攝地區(qū)提前規(guī)劃好無人機的飛行路線等有關(guān)飛行，同時記錄并保存所有導航數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)主要根據(jù)各單位的實際需要通過軟件對圖像或視頻進行分析。國內(nèi)外常見的主流軟件有PixelGrid、ERDAS、ENVI、ERmapper等。常見無人機種類主要包括固定翼式、多旋翼式和無人直升機等。固定翼式起降方式多采用跑道滑行、彈射等;抗風能力較強，可長時間續(xù)航，但無法進行定點懸停拍攝工作，因此一般適用于監(jiān)控輻射范圍廣或應急響應情況下的航測任務。多旋翼式和無人直升機無需跑道和彈射器，對于起降場地要求低，可在復雜地勢條件下快速起降，具有飛行靈活性強、可隨時懸停等優(yōu)點［2］。其中，無人直升機具有結(jié)構(gòu)復雜、載荷量大、續(xù)航時間長、操作復雜等特點;多旋翼式無人機具有結(jié)構(gòu)簡單、操作簡單等優(yōu)點，但載荷量較小，續(xù)航時間多數(shù)為30min左右。

2無人機技術(shù)的特點

搭載各種傳感器和遙感相機的無人機可以對近地表實現(xiàn)多角度、高分辨率的連續(xù)圖像或視頻采集工作。所獲得實時信息內(nèi)容豐富，尤其適用于對重點區(qū)域和監(jiān)管難度大的區(qū)域的監(jiān)測工作。目前無人機技術(shù)主要具備以下特點。

2.1運行成本低，工作效率高

與其它方法相比，無人機的造價和后期維護成本低。各地區(qū)可以根據(jù)自己需要選擇相應類別的無人機，對本轄區(qū)重點區(qū)域、氣候條件較惡劣的地區(qū)、高危地區(qū)等進行監(jiān)測，從而顯著減少外界條件干擾帶來的人員傷亡的可能，提高工作人員的工作效率和準確度。

2.2監(jiān)測精度高

無人機可以根據(jù)任務需要隨時起降飛行，也可以預設航線進行定期巡航以獲取待測地區(qū)的相關(guān)圖像和視頻，交由專業(yè)人士進行數(shù)據(jù)分析。與其它方法相比，無人機測量精度為亞米級，獲得有關(guān)數(shù)據(jù)成本低、耗時短，可為有關(guān)單位科學決策和統(tǒng)計工作提供有力的數(shù)據(jù)支撐。

2.3操作靈活，可以對建筑物進行多角度監(jiān)測

無人機體積較小，重量較輕，飛行角度容易操控，可在險峻地勢和各種水工建筑物之間穿梭，易獲取不同點位的圖像和視頻記錄。此外，無人機可以通過掛載不同角度攝像頭對水工建筑物進行拍攝，為后期構(gòu)建高精度等比例水工模型和水工建筑物的病險監(jiān)測提供有力的參考數(shù)據(jù)。

2.4飛行易受低溫、大風等天氣干擾

目前無人機多由電池供電，易受到外界低溫的影響，導致續(xù)航時間急速下降。因此，在日常使用中，應注意外界天氣條件對無人機續(xù)航時間的影響。此外，因無人機體積小、重量輕，易受大風天氣干擾，導致無人機飛行不穩(wěn)定，增加人為操控難度。嚴重時易造成無人機失控，出現(xiàn)墜毀現(xiàn)象［3］。

2.5數(shù)據(jù)處理的特殊性

無人機執(zhí)行數(shù)據(jù)采集任務主要分為外業(yè)飛行和內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理工作。完整的數(shù)據(jù)采集工作是獲得高質(zhì)量數(shù)據(jù)的基本保證，因此無人機在操控時必須經(jīng)過培訓后方可上崗。此外，無人機執(zhí)行任務后獲得數(shù)據(jù)量較大，對相關(guān)軟件和技術(shù)人員要求高，尤其是建筑物的病害分析，均需要大量的科研準備工作才可以正常進行。

3無人機遙感技術(shù)在水利行業(yè)中應用

3.1在應急救援工作中的應用

無人機具有操作靈活、反應迅速等優(yōu)點。在洪澇災害頻發(fā)的地區(qū)，無人機可以深入高危地區(qū)進行實時影像傳輸，為地面工作人員及時提供災區(qū)現(xiàn)狀，便于應急救援單位協(xié)調(diào)救援工作，降低搶險救災的難度，同時也保證了救援人員的安全。在河流汛期時，無人機可以迅速到達出現(xiàn)險情的上空，及時為有關(guān)單位實時監(jiān)控汛情走向，為防汛指揮部作出決策提供較為客觀真實的信息，降低因?qū)﹄U情數(shù)據(jù)獲取較少而造成的損失。如，2018年8月，黑龍江省某河道突然遭遇上游強降雨，河床水位迅速上漲，部分地區(qū)堤防和河道均出現(xiàn)險情;為快速解決該險情，有關(guān)工作人員及時調(diào)用無人機在洪澇區(qū)進行高空作業(yè)，通過實時影像傳輸功能為地面指揮人員第一時間提供險情水情數(shù)據(jù)，便于確定來水方向和各堤防的泄洪強度，為防汛指揮決策提供準確依據(jù)，顯著提高了防汛指揮部門的運行效率［4］。

3.2在水利行政執(zhí)法巡查中的應用

無人機具有視角廣闊、實時傳輸不受地形地貌影響等優(yōu)勢。在水利行政執(zhí)法巡查中可以代替巡查人員定期對垃圾傾倒、河道采砂、非法占河等違法行為進行巡查，輔助監(jiān)察提取位置和范圍等信息，顯著提高了巡查人員的巡查效率和針對相關(guān)違法案件證據(jù)收集工作效率。如，2015年在廣佛肇高速公路修建期間，施工單位為減少成本，在很多隱蔽地方非法堆棄建筑材料，給生態(tài)環(huán)境造成嚴重的破壞。為此，廣東省水利廳在日常巡查中發(fā)現(xiàn)問題后，采用無人機直接對施工單位正在違法作業(yè)行為和違法棄渣場進行現(xiàn)場拍照和錄像取證，而后整理成材料提交到法院作為核心證據(jù)，顯著提高了水利行政執(zhí)法的工作效率。新疆烏魯木齊經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)(頭屯河區(qū))率先使用無人機對所在轄區(qū)進行網(wǎng)格監(jiān)督檢查，協(xié)助執(zhí)法部門進行拍攝取證，同時進行地理信息數(shù)據(jù)采集，建立實景三維模型等，極大地提升水利行政執(zhí)法巡查工作效率。

3.3提高水利基礎(chǔ)數(shù)據(jù)更新速度

在眾多水利基建地區(qū)和河道流經(jīng)地區(qū)，常存在人力不能及時或難以達到的現(xiàn)場。目前多采用衛(wèi)星遠程數(shù)據(jù)記錄功能進行數(shù)據(jù)存檔工作。這些存檔數(shù)據(jù)多數(shù)均存在明顯的滯后性，在實際應用中的時效性和可信度對水利管理部門決策容易造成影響。此外，水利部門屬于艱苦行業(yè)，各部門負責河流區(qū)域范圍廣、河段多，基層人員工作量負荷大，人才流失現(xiàn)象嚴重。為此，可以利用無人機在河道沿線進行低空定點巡航，以獲得大量高清晰、可解讀的復雜區(qū)域的遙感影像數(shù)據(jù)，及時了解各地水庫庫區(qū)水域面積變化、淹沒范圍、泄洪沖擊范圍、河道變化走向及轄區(qū)內(nèi)水土流失情況，減少基層人員工作壓力。如，常德市紅旗水庫近些年來采用航測無人機對庫區(qū)流域面積、淹沒調(diào)查、防護區(qū)以及壩址等進行定期監(jiān)測。所獲得資料在在效率、精度、質(zhì)量等層面上均滿足要求，極大地減輕了紅旗水庫流域管理局日常工作壓力。

3.4在日常巡查水工建筑物及其相關(guān)構(gòu)筑物病害中的應用

無人機作業(yè)效率高、作業(yè)成本低，可以搭載攝影及其它檢測設備對水工建筑物及其相關(guān)構(gòu)筑物進行快速檢查，及時巡查獲取水工建筑物運行現(xiàn)狀、大壩變形、基層沉降、庫區(qū)水位變幅，核查岸坡是否存在地基變形、滑坡、垮塌等災害發(fā)生前的詳細跡象，便于水利工作者對水利工程現(xiàn)狀進行評價。如，湖南省應急管理廳為提高轄區(qū)內(nèi)水庫病險診斷效率，利用無人機對江華瑤族自治縣病險水庫進行三維立體模型，為后期水庫除險加固工作和開展防汛提供必要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料和科學依據(jù)［5］。對于灌區(qū)渠道巡查效率低等問題，使用無人機可以快速針對各干、支渠和水閘進行檢測，減輕渠系維護人員巡查壓力，及時發(fā)現(xiàn)渠系破損或淤積部分，提高渠系建筑物使用壽命和養(yǎng)護效率。

4無人機遙感技術(shù)在水利行業(yè)應用展望

4.1制定無人機行業(yè)有關(guān)規(guī)范

無人機遙感屬于新興智能化監(jiān)測與巡查技術(shù)，但限于該技術(shù)的推廣和使用時間較短，相關(guān)法律體系和行業(yè)規(guī)范存在一定程度上的缺失，有關(guān)人員在日常使用時易出現(xiàn)安全與秩序問題，引發(fā)一些不必要的麻煩。因此，建議地方政府和有關(guān)單位盡快遵照國家現(xiàn)有法律法規(guī)，根據(jù)水利行業(yè)的特點制定和規(guī)范無人機應用和監(jiān)管標準，建立無人機空中交通管理模式，確保相關(guān)人員在無人機的日常使用中有法可依。

4.2加強水利行業(yè)無人機應用人才培養(yǎng)和管理

隨著無人機行業(yè)的迅速發(fā)展，一些普通高校和職業(yè)院校正在加緊設立與無人機相關(guān)專業(yè)。但現(xiàn)今社會處于多學科交叉融合階段，單純對無人機理論知識和實際操作的職業(yè)教育已經(jīng)無法滿足社會需求。對于水利行業(yè)而言，相關(guān)法律法規(guī)和水利類基礎(chǔ)知識是相關(guān)從業(yè)人員必備條件。因此，建議無人機行業(yè)的人才培養(yǎng)應根據(jù)各行業(yè)需求，加大各學科專業(yè)知識的融會貫通，培育出適應各行業(yè)的綜合型人才。此外，在基層人員眼中無人機屬于高端儀器，相關(guān)配件和傳感器價格過高，即使經(jīng)過系統(tǒng)的培訓，也易出現(xiàn)不會使用和不敢使用等問題。因此，在推廣無人機使用時，應注意定期對一線操作人員的專業(yè)培訓，提升基層人員綜合素質(zhì)。同時，構(gòu)建維修、保養(yǎng)、答疑等綜合服務體系，減輕一線人員對無人機使用的壓力。

4.3強化無人機行業(yè)的技術(shù)攻堅

無人機遙感技術(shù)作為新興智能化監(jiān)測與巡查技術(shù)，在水利行業(yè)中具備較強的應用優(yōu)勢。但在日常使用時，仍存在一些問題，如大風或氣候條件惡劣等造成數(shù)據(jù)精確度下降、巡航時間大大縮減;無人機操作復雜，對專業(yè)人士技術(shù)要求較高等。因此，亟需對此進行技術(shù)攻堅，在提高無人機惡劣天氣適用性的同時簡化無人機操作強度。此外，無人機可以搭載多個探頭對基建設施和場地進行監(jiān)測，如何通過傳感器采集的數(shù)據(jù)擴大無人機技術(shù)的應用領(lǐng)域也是現(xiàn)階段研究人員關(guān)注的重點。技術(shù)攻堅仍是無人機行業(yè)發(fā)展的重中之重。

5結(jié)論

隨著我國水利信息化水平的不斷提升，以無人機為代表的最新技術(shù)已經(jīng)逐漸應用到水利行業(yè)的方方面面，尤其在應急救援、水利行政執(zhí)法和水利工程建筑物日常維護等方面均起到了舉足輕重的作用。因此，無人機技術(shù)在水利工程中的應用對水利工程具有重要的意義與廣大的應用前景。未來無人機技術(shù)的發(fā)展?jié)摿薮?，其與水利行業(yè)如何更好的結(jié)合值得進一步研究和探討。

參考文獻

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［4］江震，馬宇，史建國．無人機航拍技術(shù)在遼寧省水行政執(zhí)法巡查中的應用［J］．陜西水利，2020(01):124－125，128．