无人机技术在沙漠化治理中的应用

无人机技术在沙漠化治理中的应用

宋延军

青海禹成绿地工程咨询有限公司青海西宁810000

摘要：沙漠作为地球上独特的地貌单元，分布较为广泛，全球沙漠化面积占了陆地总面积的41%。土地沙漠化是全球面临的重大环境问题之一，沙漠化不仅会导致生态环境恶化，降低有限资源的利用效率，而且严重影响社会经济的可持续发展。传统现场调查手段的局限性已经日益凸显，利用无人机系统高机动性、实时性以及高精确度性，可以大大缩短调查周期，增加数据的准确性，减少劳作强度，因此无人机技术在荒漠化治理中的应用是一项至关重要的工作。

关键词：沙漠化；无人机系统；综合应用

引言

我国沙漠科技工作者在沙区自然条件与资源、风沙运动规律、农田草场防风治沙、沙区水土资源合理开发利用等方面开展了大量的研究和实践推广工作，为北方地区大规模开展沙漠化研究奠定了坚实的基础．然而，随着中国西部发展战略的持续推进及“一带一路”战略的实施，国家对沙漠化的防治措施提出了更高的要求．分析了无人机遥测技术的优点和工作原理，并在此基础上分析了该技术在实际应用中的效果。

1无人机遥测技术的优点

1.1信息采集高效便捷

在沙漠设施验收中无人机遥测技术具有全面性、高效性、便捷性等显著优点，这些优点是传统的现场调查量测法无法比拟的。在携带方面，无人机采用的航拍设备具有操作简单快捷且携带十分方便的特点，不仅可保证获取数据的全面性、可行性、准确性，而且能够实现在复杂区域自然条件下的连续长时间作业。在数据信息采集方面能够较快的完成信息的传输，并可对大比例尺度的影像资料进行高精度的采集，在采集处理局部信息方面其传输效率较高。

1.2验收数据准确可靠

运用无人机遥测技术验收较大沙漠项目时可直接进行可视操作，具有较快的数据分析速度和采集效率，并且验收过程更加直观便捷。无人机技术可根据水保设施验收的具体要求实现有针对性的处理，包括指标信息在特定范围内的采集，然后根据后台配备的软件工具对比分析实际值与设计值信息，并进一步分析设计值的差异及其变化原因，通过核查监测单位的自由数据实现水保设施验收指标的平行对比，最终准确化与全面化的得到验收结论，显著提升了验收信息的可靠性与准确性。

1.3满足沙漠设施验收要求

无人机技术发挥着专业化、高效化与自动化的功能作用，对数据信息可根据后台配备的软件工具进行专业的分析和快速的提取，根据验收工作实际需要对不同建设阶段获取的航拍影像资料进行模型设计处理与整合计算。据此，可实现防治效果的连续对比并确定各项措施在项目不同建设时期的落实情况，从而为项目竣工验收提供更加可靠、便利的技术方法，特别是对数据资料获取精度较高和重点核查范围内的影像信息，无人机技术能够获取更加直观可靠的分析结果，从而满足水保设施验收过程中对数据信息对比分析的要求。

2沙漠治理技术分析

2.1生物治沙技术

生物治沙技术通过沙生植物的生长繁殖，不仅能够防风固沙及改善沙漠环境，还能生产经济作物或药材，提供饲料或燃料，是一种兼具生态效益和经济效益的治沙技术，也是最有效、最根本的治沙技术．然而，能在干旱沙漠中生长的植物种数量稀少，成活率极低且生长周期较长，因此生物固沙初期的效果较差且易被破坏，需要投入大量人力和财力，长期才能发挥明显作用．

2.2综合治沙技术

对于大面积的沙漠治理工程而言，采用单一的固沙方法可能会出现固沙成本高、效率低和无法达到预期固沙效果，因此，为了降低固沙成本并提高固沙效率，综合固沙技术越来越受到重视和采纳．常采用的综合固沙技术有工程固沙和植物固沙结合、植物固沙和化学固沙结合以及植物固沙和沙土改良结合等．在科尔沁沙地，采用工程固沙和植物固沙相结合的方法，沙丘上铺设草方格并在草方格内种植小叶锦鸡儿和山竹子等固沙植被，发现综合治沙技术能达到较好的固沙效果．在腾格里沙漠，运用喷洒适于植物生长的化学固沙剂，发现三种固沙剂均能促进沙地植株的生长发育．

2.3工程治沙技术

工程治沙技术是采用各类机械手段来防止风沙移动的固沙措施，应用较早．工程治沙分为两种：机械阻沙和沙障固沙．机械阻沙的主要方法是采用防沙网或挡沙墙来阻挡风沙和引导沙粒的走向，进而缩小流沙的活动范围，阻止沙漠的进一步扩张．沙障固沙通常是在沙漠表面铺设障碍物，改变风沙流动的速度、方向和风沙流结构等，进而减弱风沙移动及影响区域微地貌状况等．工程治沙技术优点是起效迅速且耗水少，缺点是在风沙较大的区域很难达到固沙效果，且随着时间推移容易失效，因此只是一种临时的辅助性固沙措施．

3无人机系统的综合应用

3.1沙化地区治理方案编制

荒漠化不仅是一个生态问题，也是一个政治、经济、社会和安全问题。沿着丝绸之路经济带，其中许多是沙漠化土地。沙漠化区域自然环境恶劣，沙害威胁严重，极易造成风沙侵蚀道路，如不科学应对和解决，势必将影响“一带一路”建设的推进。而这些区域沙漠化治理方案的编制，主要面临工程布局跨度大、线路长、数据获取不足的困难。借助无人机系统可以在短时间内对项目所在区的地形地貌以及风沙危害情况进行精准识别，确定建设项目的责任范围，进行沙化防治范围以及防治措施的布局，从而完成沙化地区综合治理方案的设计。

3.2沙化地区治理监测

沙化地区治理监测是防沙治沙的基础性工作，传统的沙漠化治理监测是在沙漠化严重区域，进行人工野外调查，收集数据，进行数据处理分析，这种工法时效低、周期长、质量差、成本高。利用无人机信息采集技术对沙漠各要素的状态、特征、动态变化、分布特点等基本属性，还可进一步获取人类对沙区的治理状态，植被恢复盖度等衍生数据。除此之外还可以利用数据分析及推理得到更多视角、更深层次的信息。

3.3集成沙漠化治理措施

创新发展库布齐沙漠生态治理试验模式，实现生态经济效益最大化。因地制宜发展此试验模式，结合退耕还林、季节性禁牧政策，积极开发与沙漠化治理相结合的工业体系。库布齐沙漠生态治理试验模式可以扩大规模，增加治理面积，随着种植经济作物面积的扩大和前期有效的防风固沙效果，该种模式将会产生巨大的生态效益和经济效益，最终能实现库布齐沙漠化治理的生态经济效益最优。

3.4影像资料的获取

无人机技术主要是利用传感器设备和驾驶飞行器完成对地面影像数据的低空获取，然后利用遥感技术建立相应的分析模型和数据处理方法。遥感系统具有精准度高、智能化好、机动性强等优点，并已在沙漠管理工作中得到广泛应用，其主要工作流程为：地形航拍、数据处理、GIS数字转化以及影像图制作等。为提取更加精准的航拍影像资料，在对建设项目勘测过程中可设定无人机飞行轨迹和地面控制点提升航拍精度。

结语

沙漠化不仅是生态问题，更是政治、经济、社会和安全问题。随着沙漠化的不断推进，沙漠化资料采集周期要求短，数据更加的精细。面对如此急迫的需求，传统现场调查手段的局限性已经日益凸显，利用无人机系统高机动性、实时性以及高精确度性。

参考文献：

［1］韩永光．乌兰布和沙漠绿洲沙产业可持续发展研究［D］．呼和浩特：内蒙古农业大学，2012．

［2］谢增武，王坤，曹世雄．宁夏发展沙产业的社会、经济与生态效益［J］．草业科学，2013，30（3）：478-483．

［3］朱海娟．宁夏荒漠化治理综合效益评价研究［D］．咸阳：西北农林科技大学，2015．