无人机技术在生产建设项目水土保持监测中的应用

[目的]对无人机低空遥感技术在水土保持监测中的应用进行探索,为该技术应用于小流域综合治理、水土保持监督管理、施工监理和水土保持验收等方面奠定基础。[方法]以浙江省长龙山抽水蓄能电站工程为例,结合《生产建设项目水土保持监测规程(试行)》,从背景资料分析、遥感数据获取、监测信息提取及应用3个方面,开展无人机低空遥感技术在水土保持监测中的案例分析。[结果]利用无人机低空遥感技术并结合传统定位观测手段,能够精细化、定量化地完成土地利用类型、扰动范围及流失量、弃渣场挖填方量、水土流失隐患及危害和水土保持措施等监测工作。[结论]无人机低空遥感技术在水土保持监测中的应用可靠性高,实用性强,计算结果的精度满足《监测规程》要求,有利于提高生产建设项目水土保持监测工作的技术水平,可为防治水土流失提供技术支撑。     

面向对象分类技术在开发建设项目水土保持监测中的应用

[目的]研究基于无人机低空遥感影像的面向对象分类技术在开发建设项目水土保持监测中的应用,为水土保持监测工作的信息化能力提升提供技术支撑。[方法]利用旋翼无人机获取水土保持监测目标区域的低空遥感影像,通过倾斜摄影技术构建数字表面模型,结合ESP分割尺度评价工具获取最优分割尺度参数,采用多元特征空间指标参与最邻近分类法的监督分类,并依据位置信息的评价方法和误差矩阵对分类解译精度进行验证。[结果]本研究的水土保持监测目标区域的地物分类总体精度达到了86.10%,Kappa系数为0.841,有较好的一致性,能够满足精度需求。[结论]利用无人机低空遥感影像的面向对象分类技术实现了开发建设项目水土保持监测区域地物的快速、精确识别和分类。     

GIS在水土保持规划设计中的应用

地理信息系统(G IS)作为集计算机科学、地理学、环境科学、城市科学、空间科学、信息科学和管理科学为一体的学科,可为水土保持规划设计与管理提供强有力的技术手段支持。在介绍了G IS在水土保持规划设计中的应用背景和目标的基础上,详细介绍了数字高程模型和时态G IS这两项关键技术在水土保持规划设计中的应用。阐述了如何根据数字高程模型自动生成小班的高程、坡度和坡向,以及利用时态G IS对土地利用规划情况、规划治理措施完成情况等进行动态模拟分析的原理。     

基于低空可见光谱的植被覆盖率计算

[目的]将低空遥感技术应用到水土保持设施验收中,从可见光谱遥感影像提取区域植被信息,提出可准确、客观计算水土保持设施验收指标中植被覆盖率的方法,以减少工作人员的业外工作量,提高测算效率。[方法]将仅含有可见波谱信息的低空遥感图像作为研究对象,在利用植被指数红绿比指数(RGRI),过绿指数(EXG),可见光波段差异植被指数(VDVI),归一化绿蓝差异指数(NGBDI)和归一化绿红差异指数(NRGRDI)分析图像波谱特性的基础上,采用双峰直方图法和最大熵值法确定各植被指数的阈值,再使用ENVI软件提取图像的植被信息,并计算植被覆盖率,与参照结果进行比对。[结果]利用可见光谱差异指数(VDVI)提取的植被信息精度高达95.32%。由此计算得到的植被覆盖率为54.43%,与实际情况最为接近。[结论]基于可见光谱遥感影像计算植被覆盖率的方法具有可行性,该方法人工干预少,结果准确度高,可为水土保持设施验收提供实时的数据支撑。     

低空无人飞行器遥感技术在重庆城口滑坡堰塞湖灾害监测中的应用研究

应用无人飞行器低空遥感技术对重庆城口滑坡地质灾害进行监测,分析了无人飞行器低空遥感技术在复杂地形及气象条件下数据获取与数据处理的技术流程和方法,并对无人飞行器低空遥感技术在滑坡地质灾害灾情评估和灾损评价中的应用上进行了探索。结果表明,无人飞行器低空遥感技术在困难地区完成遥感数据的获取与处理、三维建模和应用分析具有明显优势;无人飞行器低空遥感技术生成的数字正射影像图和数字高程模型数据可以为地质灾害发生后的抢险救灾、灾情评估和灾后重建提供准确、直观、翔实的基础数据和统计分析数据;采用无人飞行器低空遥感进行地质灾害监测可以有效弥补传统遥感技术的不足,为地质灾害遥感监测提供技术保障。     

丹江口水库水源区水土流失遥感监测GIS数据库的设计开发

丹江口水库水源区水土流失遥感监测项目的实施,涉及项目区DEM、土地利用、植被覆盖和土壤侵蚀等诸多方面的信息,累计成果数据达150 GB。在对水土流失遥感监测数据流程进行分析的基础上,详细说明了数据库的设计开发内容,设计开发完成后的数据库满足对水土流失海量监测成果数据科学系统和有效的管理,在水库水源区水土保持宏观决策和大中尺度水土保持规划设计中,有较广阔的应用前景。     

岑巩县着力提升县级水土保持信息化建设水平

<正>按照《全国水土保持信息化规划(2013—2020)》的要求,岑巩县水土保持站积极探索县级水土保持信息化建设途径,着力履行好县级职责。一是负责县级水土保持数据存储环境建设,加大自动化观测设施设备应用;建立区域抽样调查样点,配备野外数据采集和遥感数据处理设备。二是负责更新水土保持基础数据和业务数据。三是逐步建立岑巩县生产建设项目水土     

无人机低空遥感技术在输变电工程水土保持监测中的应用

与《生产建设项目水土保持监测与评价标准》(GB/T 51240—2018)相结合，进行了无人机低空遥感技术在输变电工程水土保持监测工作中的应用研究。以江苏南通某500 kV输变电工程为例，根据无人机数字正射影像与数字表面模型等进行数据提取、解译与计算，实施扰动土地面积、土石方、水土保持措施、防治效果监测，实现输变电工程建设全过程、全覆盖的水土保持动态监测。应用结果表明基于无人机低空遥感技术的输变电工程水土保持监测方法具有实用、准确、时效性高等优势，可为输变电工程的水土流失监测工作提供技术支撑。     

无人机低空遥感技术在生产建设项目水土保持监测中的应用——以某燃机电厂为例

为提高生产建设项目水土保持监测工作效率和成果精度,探索水土保持监测新技术的使用,以某燃机电厂为例,在水土保持监测中应用无人机低空遥感技术,重点分析了扰动范围、土石方量、水土保持措施、水土流失危害等内容的监测。结果表明,无人机低空遥感监测技术能极大地提高监测效率和精度,可实现监测信息的有效管理,相较于传统监测方法具有显著的优势。该技术可应用在小流域综合治理、水土流失动态监测、水土保持规划等领域。     

无人机遥感技术在生产建设项目水土保持监测中的应用——方法构建

无人机遥感为水土保持监测提供了新的技术支撑手段,但这一技术在水土保持监测工作中的应用尚处于起步阶段,还未形成统一、有效的方法与标准.研究将无人机遥感技术与水土保持监测现行的规范规程相结合,从基础数据获取、监测信息提取及信息在水土保持监测中的应用等3方面,构建基于无人机遥感的生产建设项目水土保持监测方法,并将其应用于工程实例.基础数据获取包括飞行规划设计、原始数据获取及原始数据处理3个步骤,最终生成DEM和DOM成果;监测信息提取可在DEM或DOM成果的基础上进行,通常包括土地利用类型、监测对象位置、长度、面积及体积等;信息应用主要是结合相关规程规范,将提取出的有效信息,逐一应用到生产建设项目水土保持监测工作中.应用结果表明,研究构建的方法简单实用,可提高无人机遥感在水土保持监测中应用的技术水平,为生产建设项目水土流失防治提供技术支撑.     

陕西省水土流失重点防治区的划分方法及指标体系

[目的]划定县级以上水土流失重点防治区,指导水土保持措施的科学制定和提高水土流失防治成效。[方法]在参加国家水土流失重点防治区复核划分工作和完成陕西省水土流失重点防治区划分工作的基础上,通过调查及分析研究,提出了土壤侵蚀强度、林草覆盖度和水土流失治理度等定量指标和江河源头、引水水源、基本农田等保护区的定性指标。[结果]利用GIS和RS技术,以乡镇行政区划为基本单元,按照定量指标,解译遥感影像数据,生成了陕西省水土流失重点防治区划分成果图。利用定性指标,按照相对集中连片,突出重点,适当概化的原则,对划分成果进行了归类修正。以地貌类型为主线,并参照水土保持功能,对水土流失重点防治区进行了分类和命名。[结论]陕西省划分为6个水土流失重点预防区和6个水土流失重点治理区共计12个大片区,是编制《陕西省水土保持规划》、规范生产建设项目中水土保持监督工作的重要依据,也为市县级水土流失重点防治区的划分提供参考。     

山西省水土保持率遥感估算

[目的] 水土保持是保护和改善生态环境的重要途径,是生态系统可持续发展的重要基础,而区域尺度水土保持成效研究可为水土保护工作提供有效的理论依据。[方法] 基于遥感技术,采用修正的通用土壤流失方程(revised universal soil loss equation,RUSLE)构建区域尺度水土保持率遥感估算方法体系,并估算山西省土壤侵蚀空间格局。[结果] 山西省水土流失等级以中度侵蚀为主,水土流失面积约49 545.68 km²,2022年水土保持率为68.38%,水土保持率高的等级面积占比最大。自然植被水土保持率高于农田,其中,森林水土保持率最高,为84.37%,且在自然植被与农田类型中,水土保持率高的等级面积占比最大,分别为48.11%,46.46%。水土保持率受坡度影响较大,且随坡度的变化呈现先显著减少后平缓波动的趋势。通过与已有研究成果对比,估算得到的山西省水土流失空间格局及规律与现有水土流失数据基本一致,且水土保持率估算结果与公布的水土保持率目标值呈显著强相关。[结论] 综上所述,区域尺度水土保持率遥感估算方法可为水土保持生态工程及其他国家重大生态工程的成效和效益评估提供重要的理论和方法依据。     

福建省水土流失现状分析

[目的]运用遥感技术监测福建省水土流失状况,为研究区的水土保持工作提供一定的科学依据。[方法]利用2014年Landsat-8OLI等遥感数据,基于通用土壤流失方程(USLE)定量计算得到研究区的土壤侵蚀量,并运用GIS空间分析和数理统计的方法分析水土流失在地理空间上分布特征。[结果]福建省2014年的水土流失总面积为10 939.8km2,总流失率为8.93%,其中以轻度流失为主,占总流失面积的82.3%,境内流失等级为强度及以上的区域主要集中在北部的宁德和南平、南部的漳州和西部的龙岩一带;其中22个水土流失重点县流失面积为4 786.65km2,占全省流失总面积的43.76%,平均流失率为10.54%。[结论]水土流失主要发生在海拔高程为200~1 000m的区域,流失面积有8 954.35km2,占流失总面积的81.85%;坡度与水土流失关系密切,水土流失主要发生在坡度为8°~25°的区域,流失面积有69 871.71km2,占总流失面积的57.23%;容易发生水土流失的土地利用类型是裸地和林地,流失比例分别达到30.99%和9.47%。     

塔里木河中游沙漠化地区地下水位遥感监测

[目的]探讨沙漠化地区地下水位的分布状况及其对沙漠植被的影响,为塔里木河流域生态环境保护提供科学依据。[方法]利用MODIS卫星遥感数据,采用遥感—数学—模型学融合的研究方法,在实地考察塔里木河中游区域的地下水位、土壤水分和其他辅助资料的基础上,通过建立土壤水分和地下水位的线性方程,提出在土壤中存在毛细管补给条件时,简便、有效地监测沙漠化地区地下水埋深的监测模型,并在塔河中游沙漠化地区进行实地验证。[结果]该模型反演地下水位和实测地下水位之间的相关系数为0.896 9,误差较小。研究结果符合实际。[结论]在较大范围且地下水埋深不大于6m的沙漠化地区,利用MODIS多波段遥感模型监测并评价地下水位埋深的空间分布是可行的。     

基于侵蚀因子显性变化的区域水蚀动态监管方法研究

[目的]本着综合监管要完善机制、强化手段、严格追责的基本目标,提出一套基于侵蚀因子显性变化的区域水蚀动态监管方法,为制定精准的监督执法、检查、督导和违法违规查处的政策提供有效的方法支撑和精细的数据支持。[方法]在全面分析当前水土流失监管主要工作进展与存在问题的基础上,基于高分遥感影像、水土保持治理工程和生产建设项目前期设计资料等高空间精度、高现势性的数据,以土壤侵蚀地块为单元,精细识别侵蚀因子发生显性变化的对象,科学计算水土流失强度和面积的变化,查清引起变化的原因。[结果]侵蚀因子显性变化是指区域内某种或几种土壤侵蚀因子在局部发生变化,并呈现出显著的可被识别、可被监视的明确特征;显性变化集中体现在地块的地表坡度、土地利用类型、水土保持措施、植被覆盖度等变化。[结论]基于侵蚀因子显性变化的水土流失动态监管的技术和方法,尤其适用于年际间水土流失动态监测及其后续的监督管理。     

1990-2015年红碱淖地区土地利用/土地覆盖与景观格局的时空演变

[目的]研究近25 a红碱淖地区的土地利用景观格局演变,为西北矿区生态环境保护、煤炭的绿色开采以及沙漠湖泊的环境管理和决策提供基础数据和科学依据.[方法]选取1990,2000,2005,2010和2015年5期Landsat TM/ETM+/OLI影像,利用遥感、地理信息系统技术和地理数学统计方法定量分析红碱淖地区土地利用/土地覆盖的动态变化和景观格局的演变特征.[结果] 1990-2015年,红碱淖地区的耕地和沙地面积分别增加了3.56％和21.87％,林草地和水体的面积分别减少了23.85％和2.25％,区域内水体和林草地退化严重,林草地主要转化为沙地和耕地;景观指数中,平均斑块面积减少,斑块总数、形状指数和多样性指数增加,景观破碎化程度加大,景观类型增加.[结论]上游修建水库和开采地表水使湖泊面积减少,退耕还林工程使得林草地面积增加等人为因素是影响红碱地区域景观格局变化的主要驱动因素.     

“3S”技术在水土保持工作中的应用及展望

随着遥感(RS)、地理信息系统(GIS)与全球定位系统(GPS)三项技术的飞速发展,其在水土保持工作中的应用也得到不断加强。基于“3S”技术在水土保持工作中的应用,提出了“3S”技术的集成构想,最后对“3S”技术在水土保持中的应用做了相应的展望。