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无人机“空”、“天”、“地”三位一体监测

行业资讯 2018-05-30 14:47

生产建设项目的传统水土保持监测多落脚在局部,以“点” 带“面”。但掌握“面” 的情况一般需要靠图纸( 资料) 和巡视, 与实际差别较大; 又由于“点” 上的数据量少、 资料的数字化程度低,大数据应用基础薄弱,因此制约着水保监测工作的发展。

无人机监测

民用无人机技术自 2010 年开始尝试,2013 年后有关研究逐步走向生产实践 。前期受制于无人机庞大、飞控自动化程度低,后期因处理软件功能较弱,一般用于拍摄图像、 视频。2015 年后,以上技术瓶颈陆续被打破,民用无人机在水保、 环保等各行业的应用取得了跨越式发展,无人机和卫星遥感新技术扩展了工作手段,使对工程整体进行全面的水土保持监测成为可能。近年来, 水土保持工作开始了空天地一体化监测的全新实践,即采用地面监测、 低空无人机监测和天空卫星遥感监测的综合模式。北京新机场工程复杂,施工点多面广、土石方量大,而水土保持专业人员较少、资金有限,水土流失防治任务艰巨。在北京新机场水土保持监测中, 空天地一体化立体监测技术得到了进一步验证,取得了很好的效果。


“空”“天”“地” 水土保持监测的概念:


“地” 即地面监测, 是获得基础数据的必要手段。通过测钎法、 径流小区法、 简易坡面量测法、 沉沙池法等常规监测技术对坡面、 堆土场、 基坑等施工作业面进行监测,获得重点部位水土流失量、 土壤侵蚀模数等数据,针对性强、 数据准确。


“天” 即卫星遥感监测, 是获取工程整体高清影像、 全面了解工程扰动和水土流失情况的有效、便捷手段。2016 年 12 月,我国自主研制的 0.5 m 分辨率高清商业遥感卫星“高景 1 号” 成功发射, 使水土保持卫星遥感监测成为可能。可通过采购我国和国外卫星遥感资料,获取工程开工后各阶段的历史影像,全面掌握工程施工各阶段扰动情况,频次以 2 ~ 3 个月/次为宜。


“空” 即低空无人机监测, 是借助无人机和摄影测量技术, 创建地面三维的精确数字化模型, 通过GIS 软件分析、 人工识别和现场复核, 获取工程区和直接影响区面积、 取弃土工程量等各项地理信息。


空天地一体化水土保持监测, 通过获 得低“空”无人机遥感数据、高“天”卫 星 遥感数据以及“地” 面监理监测数据, 利用空、天获得的整体资料与地面监测的代表性局部数据互相补充、对照、印证,可获得更全面的水土保持监测数据, 从而将原来几乎是定性和局部表述的监测工作,提高到定量的、全面的高度。


在获得比传统方法更多数字化信息的基础上,利用 GIS 软件, 统计、 汇总和分析任意关注区域的工程量,可针对性地进行重点工区( 点) 现场核查, 分析其工程内容、 工程进度以及水土流失影响与水土保持措施。无人机辅助建立工程全区的数字化用地台账,可为水土保持现场管理提供翔实的技术资料,结合工程监理, 加强对水土保持工程质量、 进度和费用的控制。


公路、 铁路、 河流型水库等线型建设项目点多线长,常规地面监测难以承受巨大工作量,且其结果不够全面。采用空天地一体化监测技术, 可以大大提高工作效率,并在长时间的施工期留下可定量测量的数字化结果,大大提高水土保持监测水平。


依靠空天地一体化的水土保持监测技术, 可以对水保工程措施做到更全面和精准的监测, 从而更好地控制工程质量、 进度和成本。


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