高分遙感和無人機技術在水土保持監管中的應用

　　近幾年,隨著科學技術的不斷提升,土木工程行業對于高分遙感和無人機技術的運用程度也越來越高,在水土保持監管過程中,利用高分遙感和無人機技術,可以有效提升其效率和便捷度,本文中,筆者就以土木保持監管工作技術需求的分析為基礎,對生產建設項目水土保持監管以及水土保持重點治理工程中高分遙感和無人機技術的應用進行了重點介紹,并探討了全國監管系統的建立,以供參考.

　　《水土保持研究》(雙月刊)創刊于1985年，是由中國科學院、中國科學院水利部水土保持研究所主辦的地球科學類期刊。辦刊宗旨：緊密跟蹤水土保持學科的發展動向，及時報道本學科前沿領域科學理論、技術創新及其實踐應用研究最新成果，積極引導和推動水土保持學科和水土保持實踐的發展與繁榮。

　　作為各級水行政主管部門,其日常工作和法定工作就是一方面監督、檢查和驗收水土流失治理工程的開展狀況,另一方面檢查和驗收生產建設項目,工作量非常繁重,因此,必須通過信息化方法和手段的運用來進一步提升工作效率,從而為社會提供更全面的服務.2014 年,水利部啟動了國家水土保持重點治理工程圖斑化精細管理示范等一系列生產項目,這些都推動了信息系統技術、高分遙感以及無人機技術在水土保持工作中的具體應用.

　　1 在水土保持監管工作中運用高分遙感和無人機技術的意義

　　各級水行政主管部門主要負責監督、管理和治理水土保持以及水土流失工作,這項工作的特點在于量大、面廣以及點多,對水土保持的管理帶來極大的挑戰.而各級水行政主管部門必須跟蹤監督和檢查生產建設項目是否履行水土流失防治的義務,這些項目包括輸變電線路、輸油輸氣管線、公路以及鐵路等各種線性工程,還包括機場和露天礦等各類巨大土石方量工程,根據目前流量管理機構實際的檢查監督情況來看,水利部很難做到每年一次監督審批項目,更難做到準時和實時.

　　這些技術對監督管理工作的支撐主要體現在以下幾個方面:

　　一是高分遙感技術的發展.高分遙感技術的優勢在于清晰度高,頻次多以及范圍較大,尤其是國產高分 1 號的覆蓋周期可以達到 41 天,分辨率為 2米,國產高分 2 號的覆蓋周期可以達到69 天,分辨率為 0.8 米,這兩種型號都可以一年內實現多次監測.目前這兩種遙感數據均可免費適用于中央部委和各省,并有助于高分遙感應用于全國水土保持監管工作.

　　二是無人機技術的發展.無人機技術的優勢在于低空高分辨率、隨時操作、成本低、以及較高較快的航拍和測圖效率,除此之外,無人機技術還可以避免受限于交通條件.近幾年,隨著國產無人機性能的不斷提升,以及無人機遙感分析軟件的開發利用,都為無人機行業在水土保持監管中的推廣提供技術支撐.不少水利委員會都在各種項目中利用無人機完成了尋找違規棄渣場、監測重要地段路段等工作.

　　三是信息系統技術的發展.除了蓬勃發展的遙感技術和無人機技術,與之相應的信息貯存、處理、傳輸以及發布等技術也在不斷發展,從而促進了信息的互聯互通.水利部也以此為基礎開發了水土保持信息管理系統,這套系統基本涵蓋了水土保持的各項主要業務領域,有助于中央和基層之間快速交流信息,并及時跟蹤工作.

　　2 高分遙感和無人機技術在生產建設項目水土保持監管中的具體應用

　　2.1 具體目標和技術創新

　　在水土保持監管中應用高分遙感和無人機技術的目標是全方位、全過程地監管生產建設項目,包括上報、審查和審批水土保持方案、監理水土保持施工、監測水土保持以及評估和驗收水土保持等各個階段.保證所有的生產建設項目均擁有動態信息,且各級水土保持管理部門能夠隨時對水土保持工作和工程進展有所了解掌握,并及時查找問題,提出措施.

　　而技術創新主要是指深度融合水土保持監管業務和現代信息技術、空間技術等新興技術,運用高分遙感和無人機技術來實時監控生產建設項目水土流失的擾動地表面積、防治責任范圍、水土保持措施、棄渣場設置以及取土場設置等狀況.具體而言,就是在生產建設項目正式開工之前利用衛星遙感來對位置和邊界加以確定,并在開工之后根據監控發現邊界變化和未編制方案等情況,然后通過自動報警的方式督促相關部門進行現場進度與核實.

　　2.2 對生產建設項目基礎信息入庫以及信息系統進行監督管理

　　近期,水利部升級了水土保持監督管理系統為 V3.0,并三級部署了中央、省級和流域機構,進一步開發地市級應用系統,保證了監管系統的信息互通共享和上下協同一致.升級后,系統可以對矢量數據進行貯存和錄入,有助于互通高分遙感和無人機遙感信息.同時,系統運行環境也由利用公網代替了過去的利用水利防汛專網.

　　目前,經水利部審批的所有生產建設項目基礎信息已經基本完全入庫,地方水土保持機構和流域機構能夠隨時查閱相關圖表和文件.

　　2.3 對部分生產建設項目進行監管示范

　　為了進一步適用遙感和無人機技術,水利部選取了部分生產建設項目進行監管示范,培訓試點工作人員學會調查監管利用高分遙感影像的生產建設活動的水土保持.同時,每年水利部都會推出新的高分遙感影像,來幫助相關部門監督、監測和跟蹤新產生的擾動地塊,此外,水利部還開發了現場復核和檢查的移動終端,來幫助在生產建設項目的監督管理工作中更好地運用遙感和無人機技術信息.

　　3 結 語

　　綜上所述,目前水利部已經建立水土保持監督管理系統,并推出各種措施來幫助地方相關部門和機構利用高分遙感和無人機技術監督管理水土保持,并且取得一定成效,在下一步的工作中,水利部會不斷升級系統,以滿足水土保持監管的更多需求.

　　參考文獻:

　　[1]姜德文 . 高分遙感和無人機技術在水土保持監管中的應用[J]. 中國水利,2016(16):45~47,49.

　　[2]姜德文,亢慶,趙永軍 . 生產建設項目水土保持 " 天地一體化 " 監管技術研究[J]. 中國水土保持,2016(11):1~3.