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水土保持+倾斜摄影,一个价值过亿的革新

2017年5月31日 - 行业案例

2015年,全国共发生各类地质灾害8224起,其中滑坡5616起,泥石流486起,造成229人死亡、58人失踪、138人受伤,直接经济损失24.9亿元。2015年,成功预报地质灾害452起,避免人员伤亡20465人,避免直接经济损失5.0亿元。建设水土流失灾害预警系统,能极大地避免泥石流等灾害的威胁。 

倾斜摄影+水土保持监测

极大提高工作效率和精准度

 

我国是当今世界水土流失最严重的国家之一。水土流失导致土地退化、泥沙淤积、生态恶化等一系列的问题,对人类社会生存发展造成严重的威胁。水土保持监测是以土壤侵蚀及其治理为对象,利用地面观测、调查、遥感解译和模拟计算等技术手段,在坡面、小流域和区域尺度上,周期性、连续采集土壤侵蚀因子、类型、强度和治理状况等方面信息的工作。 

传统水土保持监测

传统的地面调查和测绘技术存在现场操作复杂度高、工作量大等劣势。而无人机具有高空全局性视角和机动灵活性,通过无人机航拍,可以获得项目区的高分辨率影像、三维实景数据、数字表面模型等数据,再通过信息的内业提取,可以快速获取水土保持监督监测所关注的扰动土地、弃渣场、水土流失、水土保持措施中的多种定量化指标,服务于重点生产建设项目水土保持情况的监管。 

吉林农业大学利用无人机开展水土保持监测

无人机水土保持监测

工作步骤

第一步:影像采集
包括空间三角测量运算、图形矢量化、输出成品制作等步骤。

影像采集

第二步:制作三维模型技术人员将无人机采集到的照片、视频和地理位置信息等数据,通过专用软件进行图像解译处理,制作出三维模型,生成完整数据库,制作出直观可视的图像和视频。

无人机采集照片

第三步:获取信息 分析水土情况
基于影像数据,技术人员能够获取目标长度、面积、体积、高程等信息,分析土地利用情况、主体工程、取土场、弃渣场、临时工程等水土保持措施实施变化情况及水土流失防治效果。

三维模型历史数据对比分析

倾斜摄影三维模型

结果分析

以某大型渣场为例,设计堆渣2922.37 万m³,原始地表土地利用类型主要为水塘、草地,以及少量农田和村庄,地形地貌特征为洼地。

 

(1)位置、范围与面积

通过影像叠加设计图,再进行影像勾绘渣场边界得出 7 月已弃渣面积70.40 h㎡,与 3 月相比新增弃渣面积14.82h㎡。

弃渣范围变化

(2)弃渣量利用2016年3月和7月两期DSM进行差值分析得到新增弃渣量19万m³;用同样的方法与设计时的地形数据进行挖填方计算,得到总弃渣量1005万m³。

弃渣量计算

(3)弃渣类型与特点通过高清影像整体观察得出,弃渣类型多数为土质,夹杂少量碎石。

渣场实景三维模型

(4)水土保持措施及水土流失隐患 通过高清影像和三维模型目视解译,尚未发现水土保持措施。渣场北部弃渣已经靠近村庄,距离最近的房屋只有40m,需引起高度重视,应尽快实施红线内拆迁和渣场水保措施。

渣场北部对村庄的影响

无人机监测

应用前景

使用无人机监测是对水土保持监测技术方法和手段的创新,不仅减轻对大面积或线型工程监测时的外业工作量,轻松获取人员及车辆难以甚至无法到达的区域清晰的航拍影像,还能更真实、更直观地反应工程建设期所造成的水土流失状况、强度及分布情况,在水土保持行业及其他涉及到野外作业的相关领域都有很大的应用潜力。 

江西省水保院应用无人机开展外业工作

浙江省第二测绘院应用无人机进行山塘水库监测

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