生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目的傳統(tǒng)水土保持監(jiān)測(cè)多落腳在局部,以“點(diǎn)” 帶“面”。但掌握“面” 的情況一般需要靠圖紙( 資料) 和巡視, 與實(shí)際差別較大; 又由于“點(diǎn)” 上的數(shù)據(jù)量少、 資料的數(shù)字化程度低,大數(shù)據(jù)應(yīng)用基礎(chǔ)薄弱,因此制約著水保監(jiān)測(cè)工作的發(fā)展。
民用無(wú)人機(jī)技術(shù)自 2010 年開始嘗試,2013 年后有關(guān)研究逐步走向生產(chǎn)實(shí)踐 。前期受制于無(wú)人機(jī)龐大、飛控自動(dòng)化程度低,后期因處理軟件功能較弱,一般用于拍攝圖像、 視頻。2015 年后,以上技術(shù)瓶頸陸續(xù)被打破,民用無(wú)人機(jī)在水保、 環(huán)保等各行業(yè)的應(yīng)用取得了跨越式發(fā)展,無(wú)人機(jī)和衛(wèi)星遙感新技術(shù)擴(kuò)展了工作手段,使對(duì)工程整體進(jìn)行全面的水土保持監(jiān)測(cè)成為可能。近年來(lái), 水土保持工作開始了空天地一體化監(jiān)測(cè)的全新實(shí)踐,即采用地面監(jiān)測(cè)、 低空無(wú)人機(jī)監(jiān)測(cè)和天空衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)的綜合模式。北京新機(jī)場(chǎng)工程復(fù)雜,施工點(diǎn)多面廣、土石方量大,而水土保持專業(yè)人員較少、資金有限,水土流失防治任務(wù)艱巨。在北京新機(jī)場(chǎng)水土保持監(jiān)測(cè)中, 空天地一體化立體監(jiān)測(cè)技術(shù)得到了進(jìn)一步驗(yàn)證,取得了很好的效果。
“空”“天”“地” 水土保持監(jiān)測(cè)的概念:
“地” 即地面監(jiān)測(cè), 是獲得基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的必要手段。通過(guò)測(cè)釬法、 徑流小區(qū)法、 簡(jiǎn)易坡面量測(cè)法、 沉沙池法等常規(guī)監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)坡面、 堆土場(chǎng)、 基坑等施工作業(yè)面進(jìn)行監(jiān)測(cè),獲得重點(diǎn)部位水土流失量、 土壤侵蝕模數(shù)等數(shù)據(jù),針對(duì)性強(qiáng)、 數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。
“天” 即衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè), 是獲取工程整體高清影像、 全面了解工程擾動(dòng)和水土流失情況的有效、便捷手段。2016 年 12 月,我國(guó)自主研制的 0.5 m 分辨率高清商業(yè)遙感衛(wèi)星“高景 1 號(hào)” 成功發(fā)射, 使水土保持衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)成為可能。可通過(guò)采購(gòu)我國(guó)和國(guó)外衛(wèi)星遙感資料,獲取工程開工后各階段的歷史影像,全面掌握工程施工各階段擾動(dòng)情況,頻次以 2 ~ 3 個(gè)月/次為宜。
“空” 即低空無(wú)人機(jī)監(jiān)測(cè), 是借助無(wú)人機(jī)和攝影測(cè)量技術(shù), 創(chuàng)建地面三維的精確數(shù)字化模型, 通過(guò)GIS 軟件分析、 人工識(shí)別和現(xiàn)場(chǎng)復(fù)核, 獲取工程區(qū)和直接影響區(qū)面積、 取棄土工程量等各項(xiàng)地理信息。
空天地一體化水土保持監(jiān)測(cè), 通過(guò)獲 得低“空”無(wú)人機(jī)遙感數(shù)據(jù)、高“天”衛(wèi) 星 遙感數(shù)據(jù)以及“地” 面監(jiān)理監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù), 利用空、天獲得的整體資料與地面監(jiān)測(cè)的代表性局部數(shù)據(jù)互相補(bǔ)充、對(duì)照、印證,可獲得更全面的水土保持監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù), 從而將原來(lái)幾乎是定性和局部表述的監(jiān)測(cè)工作,提高到定量的、全面的高度。
在獲得比傳統(tǒng)方法更多數(shù)字化信息的基礎(chǔ)上,利用 GIS 軟件, 統(tǒng)計(jì)、 匯總和分析任意關(guān)注區(qū)域的工程量,可針對(duì)性地進(jìn)行重點(diǎn)工區(qū)( 點(diǎn)) 現(xiàn)場(chǎng)核查, 分析其工程內(nèi)容、 工程進(jìn)度以及水土流失影響與水土保持措施。無(wú)人機(jī)輔助建立工程全區(qū)的數(shù)字化用地臺(tái)賬,可為水土保持現(xiàn)場(chǎng)管理提供翔實(shí)的技術(shù)資料,結(jié)合工程監(jiān)理, 加強(qiáng)對(duì)水土保持工程質(zhì)量、 進(jìn)度和費(fèi)用的控制。
公路、 鐵路、 河流型水庫(kù)等線型建設(shè)項(xiàng)目點(diǎn)多線長(zhǎng),常規(guī)地面監(jiān)測(cè)難以承受巨大工作量,且其結(jié)果不夠全面。采用空天地一體化監(jiān)測(cè)技術(shù), 可以大大提高工作效率,并在長(zhǎng)時(shí)間的施工期留下可定量測(cè)量的數(shù)字化結(jié)果,大大提高水土保持監(jiān)測(cè)水平。
依靠空天地一體化的水土保持監(jiān)測(cè)技術(shù), 可以對(duì)水保工程措施做到更全面和精準(zhǔn)的監(jiān)測(cè), 從而更好地控制工程質(zhì)量、 進(jìn)度和成本。
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