6. 水土保持无人机对地动态监测技术

【技术简介】

该技术通过将无人机低空遥测和摄影测量技术有效集成，针对不同的水土保持监测对象（点、线以及面状项目），构建了一套快速、准确、全自动的水土保持无人机对地动态监测技术体系，可实现研究区水土流失三维重建以及土壤侵蚀过程模拟，进行水土保持施工以及效益的实时动态监测，是当前国家大力推进水土保持信息化建设，实现生产建设项目水土保持天地一体化监管的有效补充和技术手段。

【应用范围】

水土保持重点治理工程、水土保持规划前期设计、生产建设项目水土保持监管等领域。

【技术原理】

该技术根据无人机低空遥测以及摄影测量等技术原理，构建了一套基于无人机（旋翼、固定翼）的水土保持对地动态监测与三维建模仿真系统，可通过无人机进行地表信息的影像前期采集，结合研究以及工程项目需要，通过近景摄影测量后期处理分析，获取研究区以及工程施工地段的DEM、DOM、DLG等数据，结合人工目视解译以及软件自动提取等方法可实现水土保持措施的数量、分布、长度、面积、体积以及植被盖度等信息的快速提取，用于水土保持施工以及后期效益的动态监测。

【技术要点】

构建了一套快速、准确、全自动的水土保持无人机对地动态监测技术体系，可实现研究区水土流失三维重建以及土壤侵蚀过程模拟，主要技术要点如下表所示：

1、无人机遥测平台重量：含电池≤1.5 kg

2、防水等级：经过 IECIP55 标准验证

3、内存： 16 GB 数据收集闪存

4、最大飞行速度：12 m/s

5、最长飞行时间：30 min

6、单次最大测量面积：3 km²

7、相机：4 K 相机（1600 万或者2000 万像素）

8、地面采样距离（GSD）：最小2 cm

9、3D 模型精确度：1-3x 解析度（GSD）

10、工作环境温度：0 ~ 40 ℃

11、处理软件： Pix4Dmapper 或者 Agisoft PhotoScan

12、摄影测量产出成类： DEM、DOM、DLG 以及植被覆盖度

【适用前景】

将低空无人机遥测与摄影测量技术有效集成，可实现小流域水土保持措施面积、数量、施工进度、治理成效的对地动态宏观监测，同时可为水土保持规划以及施工提供详尽的 DEM、土地利用、植被盖度等前期本底数据，最高精度可达cm 级，该技术对进一步提升水土保持监测的现代化、信息化以及自动化水平具有重要的现实意义。

【典型案例】

1.水土保持国家重点工程项目效益监测

项目地点：江西省宁都县

项目规模：2.33 km²

业主单位：宁都县水土保持局

项目模式：政府采购服务

项目概述：“水土保持无人机对地动态监测技术”以还安和凹背小流域为研究对象，对其流域内的植被、地形以及水土保持措施进行了因子提取与综合分析，为开展水土保持治理前期调研、水土保持工程施工调度以及生态效益动态分析提供了有力技术支撑，该技术推广面积达2.33km²，相比较传统动态监测方法，节省了大量的人力、物力、财力，提升工作效率近3倍以上，节支总额达15万元。该技术是当前水土保持动态监测技术体系的有效补充，可为政府及相关部门的水土保持宏观决策提供生态效益评价参考以及技术支撑。

2.小流域水土保持治理工程效益监测

项目地点：江西省泰和县

项目规模：4.62 km²

业主单位：泰和县水土保持站

项目模式：政府采购服务

项目概述：“水土保持无人机对地动态监测技术”以老虎山小流域为研究对象，对其流域内植被、地形以及水土保持措施进行了提取与综合分析，为更好的进行老虎山小流域的水土保持治理成效以及水土保持措施摸底提供了有力的技术支撑，该技术推广面积达4.62 km²，与传统技术相比，节省了大量的人力、物力、财力，提高作业效率达3.5倍，节支总额25万元。