基于遥感技术的水利测绘与水土保持探究
摘要
关键词
遥感技术;水利测绘;水土保持;智能
正文
一、遥感技术发展情况
遥感技术作为一种获取地球地表信息的技术手段,其不需要直接接触就能够对地物进行检测与识别。遥感技术目前发展快速,能够满足不同需求。首先,遥感技术已经发展成为地面遥感、航空遥感以及航天遥感的多层次,全覆盖的技术特征,覆盖从近地表到了深空的不同空间范畴。这些技术各有侧重,能够满足不同领域和不同层面的监测。遥感影像能够全面、客观记录地表综合景观的几何特征,遥感图像不仅能够获得地表景观的形态、分布特征组合,还能够获得物质的成本与结构。遥感技术,已成为地球科学、环境监测、农业、林业、水文、海洋学、城市规划、灾害管理等多个领域不可或缺的技术。从最初的黑白影像到现在的多光谱、高光谱成像技术,遥感传感器的分辨率和探测能力不断提高。如今,搭载于卫星和无人机(UAV)上的传感器可以提供从可见光到红外、甚至微波范围内的详细地表信息。而遥感平台也已经从最初的飞机和卫星发展到现在的无人机(UAV)、高空无人飞行器(HALE)、近空间平台等,多平台综合观测成为趋势。目前,遥感技术中的传感器技术发展飞速,除此之外,随着计算机技术和算法的进步,遥感数据的处理速度和精度显著提高,特别是机器学习和深度学习技术的应用,使得大数据量的遥感图像自动化处理和解译成为可能。此外就是遥感技术在应用领域的拓展在环境保护和管理中发挥着重要作用,如监测森林覆盖变化、水质变化、空气污染等。
二、基于遥感技术的水利测绘应用
(一)空中三角测量
基于遥感技术的水利测绘应用在水资源管理、灌溉工程、洪水检测、水质检测方面发挥重要作用。尤其是低空无人机遥感技术,以为水利工程测绘领域重要手段。低空无人机遥感具有操作灵活、成本较低、数据获取分辨率高优点。通过无人机搭载摄影测量设备对中心线范围内进行图形点匹配,生成高精度数据。此外,水域和绿植编辑处理可通过借助数字高程模型(DEM)网格来实现,数字正射影像图(DOM)可针对图片差异矫正、切割和绘制,此过程需要结合地形精度以及图像纹理等信息完成。
空中三角测量应用结合飞行器安装摄影测量设备,采用多角度拍摄获取地面影响,使用影响三维重建技术,来获取地形、地物的精确位置与高度信息。
在水利测绘中,以“洪水管理和评估”为例,遥感技术的主要功能是提取洪水淹没面积与历时,借助与数字地形模型相结合,计算淹没水深。这样的测量技术可以为洪涝灾害评估提供相关数据支持。遥感影响还可以评估淹没农田与居民地等损失。此外,通过分析农田的淹没天数,可以预测作物的绝收面积,这对于应急救援和灾后重建工作的组织提供了重要的科学依据。
(二)在测绘工作中的流程
通过航空影响获取地面物体平面位置与高程信息,用以解决缺少野外控制点地区的绝对定向问题。
首先,选择基准点。需要对地面分布可以识别的基准点,以此作为控制点,这些控制点的功能是为了对空中三角测量提供参考。
其次,设定航线与飞行。对空中三角测量时,需要预先设计航线,对航线内影响捕捉,并进行测绘。
再次,采取影响捕捉和处理。通过航线时会捕捉到一系列连续影响,对这些影响按照顺序安置在测图仪当中处理。
再次,对控制点加密。在室内结合现有的少量控制点对影像上的点位进行加密,也就是对相片或者透明正片当中的点位做标记,以便于后续相关测量中可以识别。
另外,需要数据处理与系统应用。应用联机空中三角测量系统,对不同单位的作业流程,研究融合问题,并在实践中不断完善系统。
此外,对结果进行分析与一个用,通过空中三角测量获得的数据将用于地图绘制或其他测绘产品的生成,为缺少野外控制点的区域提供准确的地图定位信息。
以上步骤概述了空中三角测量在测绘工作中的整个流程,从基准点的选择到实际操作,再到数据处理与应用,每一步都是确保最终测绘成果精确性的关键环节。
(三)掌握后续使用阶段变化
在测绘前期,需要明确测绘的目的、要求和内容,制定详尽的测绘计划,并选择合适的测绘技术和方法。这一阶段包括但不限于无人机贴近摄影测量、架站式激光扫描测量等技术的选择和应用。在此过程中,对于特殊地形的深入研究和针对性方案制定是必不可少的,以适应不同地质条件对测绘工程实施的影响。其次,数据采集完成后,需要对采集的数据进行处理和分析,确保数据的准确性和可靠性。在这个阶段,对数据的处理和分析不仅需要依靠先进的技术和设备,还需要测绘人员的专业技术总结和经验积累,以提高整个测绘工作的精度和效率。接着,在测绘工作完成后,如何将测绘成果有效地应用到后续的工程建设和管理中去是一个关键问题。测绘信息作为国民经济发展中的基础信息,对于各种工程建设具有前瞻性的指导作用。因此,在后续使用阶段,测绘工作需根据不同的应用需求,及时为社会各界提供精准有效的信息。最后,随着科技的不断发展和人民生活水平的提高,测绘工作的应用领域也在不断扩展。在现代化建设中,测绘工作需要不断适应新的发展需求,更新技术手段,提升服务水平,以满足经济建设和国防建设的更高要求。同时,测绘工作也要面向偏远地区,克服工作中的困难,把握机遇,为社会的发展做出更大贡献。
三、基于遥感技术的水土保持的应用
(一)土壤侵蚀监测
通过遥感技术,可实现快速、大范围获取土壤侵蚀空间分布信息与动态变化过程,这对制定有效水土保持至关重要。通过解译遥感影像,结合地面实测数据,建立土壤侵蚀遥感监测模型,此模型能够准确反应土壤侵蚀过程与分布,为水土保持规划与管理提供依据。遥感技术对土壤侵蚀监测主要时基于从地表反射、吸收和发射电磁波信号的分析。首先,对不同地表信息具有独特光谱反射与吸收特性,通过分析这些光谱特性,可以识别被侵蚀土壤区域,如裸露侵蚀土壤和植被覆盖区域在光谱上呈现出差异性。其次,分析地形,通过数字高程模型对地形特征做出分析,并对特定区域土壤侵蚀的潜在风险系数做出分析。再次,分析时间序列。通过对相同地区不同时间点获取的遥感影像做数据分析,监测土壤侵蚀过程中地表特征出现的变化参数,通过此方式完成动态变化识别。
(二)水土保持治理与监督
遥感技术在水土保持治理与监督中的应用主要包括以下几个方面。首先,通过卫星遥感影像,可以动态监测土地利用变化和水土流失状况。这有助于及时发现潜在的水土流失风险,并提供制定相应治理措施的科学依据,形成水土六十监测。其次,是在退耕还林、还草的遥感监测,利用卫星遥感技术对退耕还林或退牧还草的效果进行监测,确保这些措施能有效地减少土壤侵蚀,提高植被覆盖率。此外,在水土保持工作中,土壤侵蚀调查是基础环节,遥感和地理信息系统方法被广泛应用于土壤侵蚀调查工作中,支持水土保持规划的制定。此外,建立以遥感监管为基本手段的新型监管机制,全覆盖、常态化开展水土保持遥感监管。全面监控、及时发现、精准判别人为水土流失情况,并依法依规查处违法行为。再有,就是利用遥感技术加强对人为水土流失风险的跟踪预警,提高监管精准化,这有利于决策者及时作出响应,并采取有效措施以防止或减轻水土流失的影响。同时,实施水土保持信用评价,并依法追究造成生态环境损害的责任,卫星遥感技术在这一过程中也是重要的监管手段。遥感技术的应用显著提高了水土保持工作的效率和决策水平,其优势在于能够提供宏观、动态和高频次的地表信息,对于资源调查、灾害预警以及跨部门合作等领域提供了强有力的技术支持。
(三)以珈和遥感为例的水土流失监控应用
1准备工作
第一,搜集背景资料。掌握特定地区地理、地质、气候、植被覆盖以及历史水土流失数据等相关背景资料,这些信息能够帮助了解区域基本情况。
第二,获得卫星遥感影响。通过卫星获得实时、宏观的地表信息。选择合适的卫星和传感器获得所需时段内的相关数据。
第三,完成影像的预处理。
获得遥感影像后,需进行裁剪、校正、去云等处理工作,以确保数据的准确性和可用性。影像裁剪是指将感兴趣区域(ROI)从大范围影像中分割出来,以减少后续处理的数据量。影像校正包括几何校正和辐射校正,以纠正成像过程中产生的误差。去云处理是因为云层遮挡会影响影像质量,需要采用相应的算法将云层影响最小化。
随后,进行数据分析与解译,利用图像增强、分类计算机图像技术,提高遥感影像数据的可解释性,从而能够更准确的监测水土流失。最后,根据以上收集和预处理的信息,制定出具体的监测方案,明确监测的目标、方法、频率和责任分配等,确保监测工作有序进行。
2合规性初步分析
表1处理步骤与描述
步骤 | 描述 |
数据预处理 | 对遥感影像进行增强、配准、融合和镶嵌 |
责任范围上图 | 利用立体测绘卫星影像确定并上图责任范围 |
解译标志建立 | 建立扰动图斑的解译标志 |
扰动图斑解译与更新 | 进行解译并动态更新图斑 |
空间关系分析 | 分析责任范围与扰动图斑的空间关系 |
图面要素制作 | 制作包含各类必要要素的监测图 |
统计分析图表制作 | 制作各类统计图表 |
二三维一体可视化场景制作 | 利用斜视、立体观测技术制作二三维一体的可视化场景 |
在进行生产建设项目的合规性初步分析时,以下步骤和方法至关重要,先做数据预处理,后利用高分辨率立体测绘卫星影像,确定生产建设项目的责任范围,并在图面上进行标绘,确保责任区域明确界定。需要建立解译标志,对扰动图斑进行遥感解译,以识别生产建设活动可能引起的环境变化。 根据防治责任范围和扰动图斑的空间关系,进行初步分析,评估生产建设项目的扰动合规性。
此外,还要进行现场复核。合规性初步分析结果为疑似违规扰动图斑及防治责任范围已上图的生产建设项目,采用现场复核的方式,并提交调查与评估资料。
总结,本研究通过对基于遥感技术的水利测绘与水土保持进行探究,深入分析遥感技术在这两个领域中的应用与价值。研究发现,遥感技术在水利测绘和水土保持方面具有重要作用,能够提高测绘精度、监测水土资源变化,辅助决策制定等方面发挥重要作用。同时,本研究也揭示了遥感技术在水利测绘与水土保持中面临的挑战,如数据获取、精度问题等。针对这些挑战,本研究提出了一些解决方案,如结合多源数据、加强遥感技术人才培养等。通过本研究,可以为相关领域的研究和实践提供借鉴和参考,促进遥感技术在水利测绘与水土保持中的更好应用和发展。
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作者简介:吕松柏(1991-7-8)男,山东省莱阳市,本科,汉族,中级,从事测绘工作。
作者简介:隋海程(1991-12-25)男,山东省潍坊市,学历本科,民族汉,现在职称助理工程师,现在主要从事测绘工作。
作者简介:林川东(1989-12-31)男,山东省烟台市人,大学本科,汉族,职称初级工程师,主要研究方向为遥感科学与技术。
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