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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,礦山環境調查、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,隨著采礦技術及相關學科的迅猛發展,礦山環境調查與保護問題才引起了人們的廣泛關注,并涌現出了一大批新技術和新方法。利用遙感技術進行礦山地質環境調查,為我國礦山環境調查與保護提供了強有力的技術保障。
1遙感技術在礦山地質環境調查中的應用現狀
我國利用遙感技術開展地質災害調查起步較晚,但進展較快。我國的地質災害遙感調查技術是在為山區大型工程建設服務中逐漸發展起來的。上世紀20年里,我國完成的區域地質災害遙感調查面積大約覆蓋了10萬km2的國土。2002~2006年,為查清我國礦山地質災害的分布、特點,全國礦山地質環境調查與評估工作引進了遙感技術,第一次初步摸清了我國礦山環境地質問題類型、分布及危害。短短幾年時間,我國學者對應用于礦山地質環境調查的遙感技術進行了很多探索研究,取得了不少可喜的成果,積累了大量研究經驗和技術方法。先前已有同行以QuickBird多光譜遙感數據為主要信息源,采用遙感調查與地面核查的方法,基本查明了江西德興銅礦礦區尾礦、固(液)體廢料類型、分布現狀和排放渠道,形成了礦山地物遙感識別,尾礦庫水下尾礦堆積區遙感識別,礦山地物面積計算、體積測算等遙感調查技術。還有同行采用大比例尺SPOT5衛星遙感影像,準確圈定出面積性的礦山環境地質問題,通過歷史上多期影像對比,揭示出礦山地質環境的時空演化。況順達等利用遙感技術快速、準確、經濟地摸清了貴州省礦山地質環境現狀及礦業開發對生態環境的影響,為合理開發礦產資源、保護地質環境、礦山環境整治、礦山生態恢復與重建、實施礦山地質環境監督等提供了基礎資料。
2應用實例分析
2007年6月~10月,作者參加了某金礦區的礦山地質環境野外調查工作,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遙感解譯的基礎上,快速查明了金礦區采礦廢渣堆、尾礦庫、選礦廠、無庫尾礦渣等的空間分布、規模,通過野外核查驗證,對解譯結果進行了修正,如此反復多次,并最終建立了解譯標志。
1)遙感數據信息源選擇及處理。礦山地質環境遙感調查的研究對象不同、復雜程度不同、規模也不同,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環境調查研究中的遙感技術是有尺度條件的。遙感數據處理內容包括控制點選取、遙感數據正射糾正、融合、鑲嵌,標準DOM數字正射影像圖分幅和整飾等,處理結果用于礦山地質環境調查解譯,將結果提供野外驗證。在該項目野外調查中,采用了最新的地面分辨率全波段10m和彩色2.5m的SPOT5彩色數據融合,經過糾正的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環境調查的主要衛星遙感數據,這樣可以增強地貌、地層、地質構造、不良地質、水體、植被等圖像信息。2)遙感技術參照技術標準。本次調查參照的遙感技術標準有:(《區域環境地質勘查遙感技術規程》(DZ/T 0190―1997)和1:50000區域地質調查中遙感技術規定》(DZ/T0151―95)。3)遙感解譯技術方法。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片上根據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、陰影、紋理、圖型等要素。間接解譯是根據該地物與其周圍環境生態因子的關系來判斷其地物類型。掌握地物或目標與其周圍環境的關系,分析他們所處的背景條件或位置,這是判讀自然現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合、室內與野外相結合的工作方法。該項目在進行這一步作業時的特點是: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、點面結合的特點。4)礦山地質環境問題。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采礦渣堆、尾礦庫、尾礦渣等堆積場所和山外地區選礦廠、冶煉廠、尾礦庫、無庫尾礦渣、氰化池、渣堆等位置、形態及計算面積等。本次工作進一步建立了該地區礦山地質環境調查點遙感解譯標志,見表1。
5)遙感解譯實效分析。利用SPOT5遙感圖像對礦山地質環境調查點的判譯能收到事半功倍的效果。本次遙感解譯結果顯示,判譯程度較好的地區,判對率大于90%;判譯程度較好和研究程度中等的地區,判對率達到70%以上;解譯效果較差或解譯困難地區,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%,有效地提高了調查工作效率和調查精度。對于1:2.5萬遙感影像圖上大于2mm的面型礦山環境地質問題均得到了解譯表示。對于有特殊意義的點、線、面型對象,規模雖小,但也作了夸大注明。
3遙感技術在礦山地質環境調查中的作用
1)遙感解譯是礦山地質環境調查不可缺少的技術方法之一。從技術方法角度講,遙感解譯是礦山地質環境調查的技術方法之一。利用航、衛片進行遙感解譯,具有直觀、真實、準確、實效性強等特點。礦山地質環境調查的技術方法包括地面調查、遙感解譯、樣品測試、動態監測以及輕型山地工程等,特別是遙感解譯,能提高調查研究的水平。2)利用遙感技術進行礦山地質環境調查,能起到事半功倍的效果。通過大比例尺地面調查和高分辨率的遙感解譯相結合的工作方法,能快速圈定礦山環境地質問題的類型、形態、空間分布、規模及其地質環境條件,便于進行定性和定量的分析研究,提高礦山地質環境調查工作的質量和效率,對礦山地質環境調查與評價起到重要作用。3)遙感技術的特點為在礦山地質環境調查中的應用提供了可能。衛星遙感技術的快速發展,為我國礦山地質環境遙感調查提供了可能。遙感技術具有探測范圍大、周期短、信息量大、資料獲取速度快、客觀真實、動態性強以及資料收集不受特殊地形限制等突出特點。發揮大比例尺遙感影像在調查中的作用,是區域地質環境調查最有效的手段之一,對礦山環境地質問題具有良好的解譯效果。
4礦山地質環境遙感調查存在的問題
遙感技術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)在礦山地質環境調查隊伍中,技術人員對遙感技術比較陌生,使得遙感技術難以發揮應有的作用。2)礦山地質環境遙感調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與重點工程的地質環境調查。雖然存在以上問題,但我相信隨著遙感技術的發展和廣大地質工作者的不懈努力,以及政府部門日益加大的支持,廣泛利用遙感技術進行礦山地質環境調查研究是必然趨勢,將貫穿于礦山地質環境調查、監測、預警、評估的全過程。
參考文獻
[1]武強,李云龍.礦山環境地質調查技術要求研究[J].水文地質工程地質,2004,2:97-100.
[2]鄭達興,張瑞豐,徐剛等.礦山尾礦固(液)體廢料排放現狀與礦區生態環境遙感調查[A].中國地質科學院地質力學研究所,第七屆全國地質力學學術研討會論文集,2006.
英文名稱:Remote Sensing Technology and Application
主管單位:中國科學院
主辦單位:中國科學院遙感聯合中心;中國科學院資源環境科學信息中心
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
國內刊號:62-1099/TP
郵發代號:54-21
發行范圍:國內外統一發行
創刊時間:1986
期刊收錄:
中國科學引文數據庫(CSCD―2008)
核心期刊:
中文核心期刊(2008)
期刊榮譽:
Caj-cd規范獲獎期刊
聯系方式
關鍵詞:遙感技術 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,隨著遙感技術的廣泛應用,其在地籍調查與測量工作中的應用也在不斷深化。2009年,應用遙感技術保障土地調查數據現勢性、服務國土資源批后監管的系統工程全國遙感監測“一張圖”工程建設正式開始,目的是結合第二次全國土地調查統一時點底圖生產,在生產覆蓋全國遙感正射影像圖的基礎上,首次實現全國全覆蓋遙感監測?!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,為今后變更調查和核查提供了最新最好的基礎,對于保證土地數據的現勢性和真實性,維護調查成果的生命力,完善國土資源監管系統建設具有重大意義。由此可見,遙感技術在地籍調查與測量工作中正發揮著重要的作用。
1、遙感技術概述
遙感技術是20世紀60年代興起的一種探測技術,是根據電磁波的理論,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。
遙感系統由遙感器、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和狀態的信息。判讀和成圖設備是把經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,遙感技術已廣泛應用于軍事、地質礦產勘探、自然資源調查、地圖測繪、環境監測以及城市建設和管理等領域。
2、遙感技術在地籍調查與測量中的應用
2.1 土地資源遙感調查
土地資源遙感調查是利用遙感技術,對一定區域內的土地資源的數量、質量、分布和利用狀況及變化規律的調查。遙感影像最能夠直接反映的是土地覆蓋,因此,遙感技術大部分被用于土地覆蓋/利用狀況調查。
常規的土地利用調查是通過實地測繪的方法來進行,工作量大,調查周期長。而迅速發展的遙感技術,為土地資源類型及其變化信息的獲取提供了及時、有效的技術手段,由于遙感技術具有宏觀性、及時性、動態性以及多波段性等優點,結合計算機迅速處理的特點,是常規土地調查技術所無法比擬的。例如,上海市中心區的土地利用調查,90年代曾用常規方法花了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個多月就完成了調查,并且比常規方法更加詳細。遙感技術的引用,大大節省了調查成本和時間,從而提高了工作效率。
2.2 土地利用動態遙感監測
利用遙感技術進行土地利用變更調查和動態監測稱作土地利用動態遙感監測。土地利用動態遙感監測是以土地利用調查的數據及圖件為基礎,用遙感圖像處理與識別技術,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、客觀的定期監測。
和其他監測手段相比,遙感監測具有速度快、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、可作為基礎信息的土地利用動態監測結果。近年來,隨著遙感技術的不斷發展,影像分辨率的不斷提高,計算機技術和信息處理技術的不斷增強,使得土地利用動態遙感監測的技術不斷完善,并得到越來越廣泛地應用。
2.3 利用遙感技術制作地籍圖
所謂遙感地籍圖的制作,即在計算機制圖的環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。利用遙感技術制作地籍圖的技術流程主要體現為:首先需要選擇合適的影像源,不同的數據源有不同的特性,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合的方法,將不同地物的形狀和各個區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查中的土地利用現狀分類標準進行。
3、結語
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。與傳統的地籍調查方法相比,遙感技術具有精度更高、效率更高、更經濟實用、更直觀實時等較多優勢。隨著遙感技術的不斷發展,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年全國遙感監測“一張圖”工程建設將啟動.中國國土資源報.
[2]詹長根.現代地籍技術 (第四講)遙感技術在地籍中的應用,測繪信息與工程,2004年8月.
一、無人機遙感系統
1、無人機遙感系統的組成
無人機遙感系統是由地面部分、空中部分以及數據處理部分組成,其中主要是前兩部分,地面部分是由航跡規劃系統、地面控制系統以及顯示系統,空中部分則包含空中控制系統、傳感器系統、壓縮系統以及無人機平臺。
航跡規劃系統主要是對空中飛行器進行航線的規劃,規劃航線的依據主要是根據飛行要求、飛行器的性能和飛行作業區的特點進行規劃,規劃后的航線傳遞至地面控制系統和空中控制系統中,用于控制飛行的航線軌跡,傳感器系統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數碼相機、磁測儀以及合成孔徑雷達等,其中CCD數碼相機由于感光度和色彩深度好,而且它的載片量大,所以在地震災區采用的是CCD數碼相機,遙感器在獲取遙感影像后通過飛行平臺和地面控制系統則對影像進行傳輸和處理。數據壓縮和解壓縮系統目的是為實現數據的實時傳輸。數據后處理部分是對影像數據進行加工,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測的需要。
2、系統的技術優勢
①機動快速、升空準備時間短、飛行速度快可迅速到達監測區域,高精度遙感設備操作簡便,可以在短時間內獲取遙感監測結果。
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,飛行姿態平穩。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,系統的存放以及維護簡便。
二、無人機遙感系統進行地質災害監測工作
1、工作流程
①在災害發生的第一時間里立刻確定災區的位置,并進行收集災區的資料,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在災區的地理位置確定后對重災區進行航線規劃,實現對無人機飛行的飛行高度、航跡進行規劃,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,續航的能力在3消失內。
③航線規劃好后把航線信息輸入控制臺,便可對無人機發出飛行指令,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之后,無人機通過地面控制系統可視線自動化飛行,以及完成災區的拍攝,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無人機在執行了拍攝任務后自動關閉遙感設施,按照預定航線返行并根據地面控制人員的指令自行降落。
⑥在得到數據之后,用數據處理軟件對影像資料進行實時處理和綜合分析。
2、無人機遙感技術在地質災害中的作用
地質災害發生后,人員很難在第一時間進入災區,因此得到災區的第一手資料成為災后處理事件的第一要務,無人機遙感技術可在人員到達災區之前得到災區的影像圖,無人機遙感技術在地質災害中的作用很重要,體現在以下幾點。
①提高災情的監測能力
②提供了客觀準確的災情數據
③監督了災后恢復重建進展情況
④提升了預警監測水平
⑤健全了對地觀測技術在減災救災中的應用
三、案例分析
我國是一個地質災害多發國,無人機遙感技術在災害中第一時間獲取影像信息數據,并對災區的救援工作提供了第一手的資料。在四川雅安廬山縣地質災害中無人機得災害救援能力得到了充分的體現,國家減災中心在震后30分鐘以內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。
關鍵詞:無人機;遙感技術;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重要支撐平臺,是未來航空器的主流發展方向之一,已成為世界各國研究的熱點。目前,無人機技術經過幾十年的發展,具有機動性高、適用性強、分辨率高、成本低廉等優勢,在水利管理行業中正逐漸嶄露頭角。隨著“十四五”計劃中水利信息化建設的不斷推進,采用先進技術手段提高水利行業工作效率是現今水利工作者的研究重點[1]。為此,本文通過總結無人機遙感技術在水利行業中管理、應急救災、國土資源監察、水利行政執法、水工建筑物病害巡查等領域的應用與實踐,論述無人機技術在水利行業中的應用優勢和應用前景。
1無人機系統簡介
無人機是利用無線電遙控設備操控,可以搭載相關傳感器的無人駕駛飛機,可以通過自動化、智能化、專用化等相關技術快速獲取國土、資源和環境等空間遙感信息,并實時上傳到數據處理系統,通過專業人士進行數據分析和整理,以供相關單位工作者進行實際應用。常見無人機控制系統主要由空中控制系統、地面控制系統和數據后處理系統3部分組成??罩锌刂葡到y主要包括通訊模塊和地表影像采集模塊。地面控制系統主要引導和制定無人機航行航攝路線。高級地面控制系統可以對預定航攝地區提前規劃好無人機的飛行路線等有關飛行,同時記錄并保存所有導航數據。數據處理系統主要根據各單位的實際需要通過軟件對圖像或視頻進行分析。國內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,可長時間續航,但無法進行定點懸停拍攝工作,因此一般適用于監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、可隨時懸停等優點[2]。其中,無人直升機具有結構復雜、載荷量大、續航時間長、操作復雜等特點;多旋翼式無人機具有結構簡單、操作簡單等優點,但載荷量較小,續航時間多數為30min左右。
2無人機技術的特點
搭載各種傳感器和遙感相機的無人機可以對近地表實現多角度、高分辨率的連續圖像或視頻采集工作。所獲得實時信息內容豐富,尤其適用于對重點區域和監管難度大的區域的監測工作。目前無人機技術主要具備以下特點。
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。各地區可以根據自己需要選擇相應類別的無人機,對本轄區重點區域、氣候條件較惡劣的地區、高危地區等進行監測,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監測精度高
無人機可以根據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的相關圖像和視頻,交由專業人士進行數據分析。與其它方法相比,無人機測量精度為亞米級,獲得有關數據成本低、耗時短,可為有關單位科學決策和統計工作提供有力的數據支撐。
2.3操作靈活,可以對建筑物進行多角度監測
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,為后期構建高精度等比例水工模型和水工建筑物的病險監測提供有力的參考數據。
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定,增加人為操控難度。嚴重時易造成無人機失控,出現墜毀現象[3]。
2.5數據處理的特殊性
無人機執行數據采集任務主要分為外業飛行和內業數據處理工作。完整的數據采集工作是獲得高質量數據的基本保證,因此無人機在操控時必須經過培訓后方可上崗。此外,無人機執行任務后獲得數據量較大,對相關軟件和技術人員要求高,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無人機遙感技術在水利行業中應用
3.1在應急救援工作中的應用
無人機具有操作靈活、反應迅速等優點。在洪澇災害頻發的地區,無人機可以深入高危地區進行實時影像傳輸,為地面工作人員及時提供災區現狀,便于應急救援單位協調救援工作,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險情的上空,及時為有關單位實時監控汛情走向,為防汛指揮部作出決策提供較為客觀真實的信息,降低因對險情數據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,部分地區堤防和河道均出現險情;為快速解決該險情,有關工作人員及時調用無人機在洪澇區進行高空作業,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據,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,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勢。在水利行政執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違法案件證據收集工作效率。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,給生態環境造成嚴重的破壞。為此,廣東省水利廳在日常巡查中發現問題后,采用無人機直接對施工單位正在違法作業行為和違法棄渣場進行現場拍照和錄像取證,而后整理成材料提交到法院作為核心證據,顯著提高了水利行政執法的工作效率。新疆烏魯木齊經濟技術開發區(頭屯河區)率先使用無人機對所在轄區進行網格監督檢查,協助執法部門進行拍攝取證,同時進行地理信息數據采集,建立實景三維模型等,極大地提升水利行政執法巡查工作效率。
3.3提高水利基礎數據更新速度
在眾多水利基建地區和河道流經地區,常存在人力不能及時或難以達到的現場。目前多采用衛星遠程數據記錄功能進行數據存檔工作。這些存檔數據多數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,各部門負責河流區域范圍廣、河段多,基層人員工作量負荷大,人才流失現象嚴重。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、可解讀的復雜區域的遙感影像數據,及時了解各地水庫庫區水域面積變化、淹沒范圍、泄洪沖擊范圍、河道變化走向及轄區內水土流失情況,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流域面積、淹沒調查、防護區以及壩址等進行定期監測。所獲得資料在在效率、精度、質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構筑物病害中的應用
無人機作業效率高、作業成本低,可以搭載攝影及其它檢測設備對水工建筑物及其相關構筑物進行快速檢查,及時巡查獲取水工建筑物運行現狀、大壩變形、基層沉降、庫區水位變幅,核查岸坡是否存在地基變形、滑坡、垮塌等災害發生前的詳細跡象,便于水利工作者對水利工程現狀進行評價。如,湖南省應急管理廳為提高轄區內水庫病險診斷效率,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數據資料和科學依據[5]。對于灌區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,及時發現渠系破損或淤積部分,提高渠系建筑物使用壽命和養護效率。
4無人機遙感技術在水利行業應用展望
4.1制定無人機行業有關規范
無人機遙感屬于新興智能化監測與巡查技術,但限于該技術的推廣和使用時間較短,相關法律體系和行業規范存在一定程度上的缺失,有關人員在日常使用時易出現安全與秩序問題,引發一些不必要的麻煩。因此,建議地方政府和有關單位盡快遵照國家現有法律法規,根據水利行業的特點制定和規范無人機應用和監管標準,建立無人機空中交通管理模式,確保相關人員在無人機的日常使用中有法可依。
4.2加強水利行業無人機應用人才培養和管理
隨著無人機行業的迅速發展,一些普通高校和職業院校正在加緊設立與無人機相關專業。但現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教育已經無法滿足社會需求。對于水利行業而言,相關法律法規和水利類基礎知識是相關從業人員必備條件。因此,建議無人機行業的人才培養應根據各行業需求,加大各學科專業知識的融會貫通,培育出適應各行業的綜合型人才。此外,在基層人員眼中無人機屬于高端儀器,相關配件和傳感器價格過高,即使經過系統的培訓,也易出現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培訓,提升基層人員綜合素質。同時,構建維修、保養、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強化無人機行業的技術攻堅
無人機遙感技術作為新興智能化監測與巡查技術,在水利行業中具備較強的應用優勢。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據精確度下降、巡航時間大大縮減;無人機操作復雜,對專業人士技術要求較高等。因此,亟需對此進行技術攻堅,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測,如何通過傳感器采集的數據擴大無人機技術的應用領域也是現階段研究人員關注的重點。技術攻堅仍是無人機行業發展的重中之重。
5結論
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已經逐漸應用到水利行業的方方面面,尤其在應急救援、水利行政執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。未來無人機技術的發展潛力巨大,其與水利行業如何更好的結合值得進一步研究和探討。
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