无人机影像在水土保持全过程监管中的技术探索

一、引言

水土保持是生态环境保护的重要组成部分，对于维护土地生产力、减少水土流失、保障生态安全具有至关重要的意义。传统的水土保持监管方式往往存在效率低下、数据获取困难、监测范围有限等问题。近年来，无人机影像技术凭借其高分辨率、灵活机动、快速获取数据等优点，逐渐成为水土保持监管的有力工具。

二、无人机影像技术在水土保持规划设计中的应用

（一）地形测绘与分析

在水土保持规划设计的初期，准确的地形测绘是基础。例如，在某山区的水土保持项目中，无人机搭载激光雷达（LiDAR）传感器，能够快速获取大面积的地形数据。通过对无人机影像的处理，可以生成高精度的数字高程模型（DEM），清晰地显示出山地的起伏、坡度和坡向等地形特征。规划人员根据这些地形信息，能够精准地确定水土保持措施的布局，如在陡坡区域规划植树造林带，在山谷区域规划修建谷坊等。

（二）土地利用现状调查

无人机影像具有丰富的光谱信息，可以进行土地利用类型的分类识别。以某农村地区的水土保持规划为例，利用无人机拍摄的多光谱影像，通过图像处理算法，能够区分出耕地、林地、草地、水域和建设用地等不同土地利用类型。这种准确的土地利用现状调查结果，有助于合理规划水土保持的土地整治方案，例如确定哪些耕地需要进行梯田改造，哪些荒地适合进行植被恢复等。

三、无人机影像技术在水土保持监测评估中的应用

（一）土壤侵蚀监测

无人机影像能够反映地表植被覆盖度和土壤裸露情况等与土壤侵蚀密切相关的因素。例如，在黄土高原的一个水土保持监测点，通过定期拍摄无人机影像，对比不同时期影像中植被覆盖度的变化。如果植被覆盖度降低，表明土壤侵蚀可能加剧。利用无人机影像的纹理特征分析，可以识别出土壤侵蚀的类型，如面蚀、沟蚀等。根据这些监测结果，可以及时调整水土保持措施，如增加植被种植密度或者加强坡面防护工程。

（二）水土保持工程效果评估

对于已经实施的水土保持工程，无人机影像可以直观地评估其效果。例如，在一些修建了鱼鳞坑的山坡上，无人机影像不仅能够清晰显示鱼鳞坑的分布情况、坑内植被生长状况及周围土壤保持状态，还能通过多时相影像对比，分析植被覆盖变化和土壤侵蚀趋势。若发现鱼鳞坑内植被生长不良、覆盖度下降或出现局部冲刷痕迹，可判断该区域水土保持效果不佳，需及时采取措施，如调整植被种类、加密种植或加固坑体结构，以提升工程整体效益。

四、无人机影像技术在水土保持执法监督中的应用

（一）违法违规行为监测

在水土保持执法监督中，无人机影像技术能够高效、精准地发现各类违法违规行为。例如，在禁止开垦的陡坡区域，无人机通过定期巡查可迅速捕捉新增的开垦痕迹。借助高分辨率影像和多时相对比分析，不仅能准确判断开垦的时间、范围及破坏程度，还能识别出违规施工道路、弃渣堆放等关联行为，为执法部门提供直观、确凿的证据，提升监管效率与执法公正性。

（二）项目建设监管

对于建设项目中的水土保持要求，无人机影像可以进行全程监管。例如，在某大型建设项目的施工现场，无人机可以监测项目建设过程中是否按照水土保持方案进行了临时防护措施的设置，如是否修建了沉淀池、挡土坝等。如果发现没有按照要求实施，执法部门可以责令施工单位限期整改，避免建设过程中造成严重的水土流失。

五、无人机影像技术在水土保持全过程监管中的挑战

（一）数据处理与分析难度

无人机获取的影像数据量庞大，需要进行复杂的数据处理才能提取有用信息。例如

高分辨率影像的拼接、正射校正以及植被指数等专题信息的计算都需要专业的软件和算法支持。而且，不同地区的地形、植被和土壤条件差异较大，数据处理的方法也需要不断调整，这对技术人员的专业水平提出了较高要求。

（二）飞行安全与空域管理

无人机在飞行过程中存在一定的安全风险，如与其他飞行器碰撞、在复杂地形下坠毁等。我国空域管理严格，无人机飞行需依法申请并遵守相关空域限制。在水土保持监管中，常需深入山区、河流等复杂地形开展作业，以获取全面、准确的地表信息。然而，这些区域往往空域条件受限，或存在通信盲区、强风乱流等不利气象因素，进一步增加了飞行难度与安全风险，制约了无人机影像技术在水土保持工作中的稳定应用与数据获取效率。

（三）成本因素

无人机设备的购置、维护以及操作人员的培训等都需要投入一定的成本。对于一些经济欠发达地区的水土保持部门来说，可能难以承担这些费用。同时，无人机影像数据的处理软件往往价格昂贵，功能复杂的专业平台进一步增加了基层单位的技术门槛和财政压力，导致设备闲置或使用效率低下，制约了无人机技术在水土保持监管中的广泛应用与持续发展。

六、应对挑战的建议

（一）加强技术培训与人才培养

针对数据处理与分析难度的挑战，应加强对水土保持监管人员的技术培训，系统讲解决密、拼接、正射校正及植被指数计算等关键环节，提升其无人机影像数据处理能力。同时，鼓励高校和科研机构开设相关课程，培养具备遥感技术和水土保持知识的复合型人才，推动专业队伍建设，全面提升行业技术水平。

（二）完善飞行安全与空域管理协调机制

为确保无人机飞行安全及数据采集顺利，应建立水土保持部门与航空管理部门的协同机制，科学规划飞行路线和作业时间，避开禁飞区域和高峰时段。在复杂地形和恶劣气象条件下，开展飞行前需进行详细风险评估，并制定应急预案，配备必要的避障与通信设备，确保飞行作业安全可控。

（三）降低成本

可通过政府补贴、专项项目资金支持及跨部门合作等方式，有效减轻水土保持部门在购置无人机设备及配套软件方面的经济负担。同时，鼓励国内科技企业加大研发投入，开发操作简便、功能实用、价格合理的无人机产品和数据处理平台，推动形成完整的产业链条，进一步降低行业整体应用成本，提升技术普及率和使用效能。

七、结论

无人机影像技术在水土保持全过程监管中具有巨大的应用潜力。通过在规划设计、监测评估和执法监督等方面的应用实例可以看出，它能够有效提高水土保持监管的效率和精准度。然而，该技术在应用过程中也面临着数据处理、飞行安全和成本等方面的挑战。通过加强技术培训、完善协调机制和降低成本等措施，可以逐步克服这些挑战，使无人机影像技术在水土保持监管中发挥更加重要的作用，为我国的水土保持事业和生态环境建设做出更大的贡献。

参考文献：

[1] 华娟. 无人机技术在水土流失动态监测中的应用研究[J]. 现代工程科技,2025,4(01):101-104.

[2]尚 文 星. 无 人 机 遥感 技 术 在 水 土 保 持工 作 中 的 运 用 分 析[J]. 科 技 资讯,2024,22(20):188-190.

[3]董天奥.基于无人机航拍影像的水土保持小流域工程质量核查分析[J].水利技术监督,2023,(06):41-47.

作者信息：杜滨滨，男（1992.7—），汉族，籍贯 河北省承德市，学士