输变电工程水土保持监测中无人机低空遥感技术运用

输变电工程水土保持监测中无人机低空遥感技术运用

周岩

江苏省苏核辐射科技有限责任公司  江苏南京  210000

摘要：本文结合实际工程案例，进一步分析与研究无人机低空遥感技术在输变电工程水土保持监测中的运用要点，运用该项技术对工程所在区域水土保持、水土流失防治等方面情况全覆盖、高精度监测，及时发现因施工扰动所引起的水土流失隐患，同时为输变电工程施工方案优化、水土保持措施评价与改进以及水土流失治理策略制定提供可靠数据支持，保障输变电工程顺利建设，实现工程项目建设经济效益、生态效益最大化目标。

关键词：输变电工程；水土保持监测；无人机低空遥感技术

引言：传统以人工量测为主的监测手段存在时效性差、监测精度不足以及需要投入大量人力物力等问题，无法满足项目各施工阶段水土保持相关数据信息快速、准确获取需求。因此，将无人机低空遥感技术引入水土保持监测工作中，全覆盖监测输变电工程建设各阶段水土保持、水土流失情况，及时发现施工中是否存在违规建设行为，减少施工作业对工程所在区域现状水土保持的影响，并提高水土流失防治成效。

1.工程概况

本文以某地区输变电工程项目为例，通过运用无人机低空遥感技术监测工程所在区域的水土流失情况，进一步分析无人机低空遥感技术应用优势，以及实际监测工作中的技术要点，将输变电工程建设所带来的水土流失问题如实反馈，并为水土流失防治措施制定以及施工方案优化提供可靠依据。

该工程属于升压扩建类型项目，其中包括长度为2.4km的500kV输电线路新建项目，从实地勘察报告来看，原有输变电工程项目因占地面积相对较大，致使覆盖范围内线路塔基建设较为分散，若仍以人工现场量测方式开展水土保持监测工作，不仅需要大量人力物力投入，也会增加监测成本，并无法满足全覆盖、高精度监测整个输变电工程各施工阶段水土流失情况的需求[1]。不能为各施工阶段所实施的水土流失防治方案是否有效判断提供可靠依据。

基于此，通过运用无人机低空遥感技术，充分发挥该项技术所具有时效性强、全覆盖以及快速获取监测数据的优势，支持输变电工程建设全过程动态化监测水土保持，同时将各施工阶段的水土流失防治效果直观、准确展示。

2.无人机低空遥感技术在输变电工程水土保持监测中的具体运用

2.1无人机低空遥感技术操作流程

（1）基于输变电工程建设阶段，在水土保持监测工作中利用无人机低空遥感技术，获取监测目标区域的正射相片，再借助专用软件处理外业数据，即全覆盖正射相片。

（2）将其转换为数字正射影像、数字表面模型等，进一步分析相关数据，从所掌握的大量影像数据中提取关于监测区域内水土流失情况的各项信息，如实际扰动土地面积、取土量、弃土量、水土保持措施以及水土流失防治效果等，并将工程所在区域各施工阶段潜在水土流失隐患精准定位。

（3）根据输变电工程特点，搭建与工程建设情况相符合的水土保持监测数据库，为后期开展工程各阶段施工中水土保持工作成果评价提供精准数据，

2.2水土保持监测内容

基于无人机低空遥感技术运用，结合该工程项目的整体施工进度以及水土保持监测工作要求，选取四个时间段采集工程建设所在区域的水土保持遥感数据。

2.2.1建设区域扰动土地面积监测

以四个时间段所获取的遥感数据为基础，通过Arc GIS平台对所掌握的数据中包含的各水土流失防治区域对应的扰动土地面积，以及面积大小进行提取。

表 1 基于无人机低空遥感技术的工程各施工阶段对应扰动土地面积提取

    （1）从上述表1各项数据来看，输变电工程水土保持监测中首次运用无人机低空遥感技术的时间为2022年7月，随着各区域施工作业开展，结合所获取的遥感数据，发现2023年5月这一时间段内，该工程项目实际扰动土地面积达到最大值，约有6.18hm2；在此基础上将其与要求范围内的水土流失防治区域进行叠加处理，发现实际扰动土地面积未超过前期已批复防治范围规定面积[2]。

    （2）结合该区域扰动土地面积监测数据，其中新增站外电缆施工区应被划分在该输变电工程建设前的场地改迁规划中，同时将新增站外电缆施工区确定为水土流失防治新增内容，并全覆盖监测。施工期间没有出现重大变更或违规建设行为，由此说明，无人机低空遥感技术运用可以实现对项目各施工阶段全过程扰动土地面积变化监测，避免因工程施工而导致原有扰动土地面积增加，保证现有水土保持措施运用有效性。

2.2.2建设区域土石方监测

考虑施工场地空间相对狭窄，该工程建设过程中，针对站区的土方开挖作业，采取土石方外运方式对其进行处理，避免土石方在施工场地大量堆积。因此，在监测工程建设区域土石方时，主要是对已规划线路工程中所涉及的土石方开挖相关数据进行采集。根据采集所得土石方数据，搭建相应模型，并在分析软件中对监测区域的地面表土剥离量与临时堆土量进行创建，确保线路土石方量计算准确性

[3]。

表 2 无人机遥感提取监测区域土石方信息与施工土石方量对比

    从上述表2相关数据来看，通过对比无人机遥感提取监测区域土石方信息与施工土石方量，无人机低空遥感技术在土石方监测中运用，使监测精度得到明显提升，可以为后期输变电工程水土保持措施效果监测以及评价工作开展提供科学依据。

2.2.3水土流失防治效果监测

2023年11月进入工程项目竣工阶段，结合该阶段全覆盖数字正射影像信息，并通过Arc GIS平台对监测范围内各区域实际扰动土地最大面积、水土流失治理面积等相关数据进行提取和统计，进一步明确该工程项目的水土流失防治指标对应数值。考虑施工场地未建设临时堆土场，水土流失防治指标值计算仅包括监测范围内的土壤流失控制比、水土流失治理程度以及林草植被恢复率等。

（1）土壤流失控制比：容许土壤流失量/治理后每平方千米年平均土壤流失量，计算结果为1.67。

（2）水土流失治理程度：水土流失治理达标面积/水土流失总面积×100%，计算结果为99.5%。

（3）林草植被恢复率：林草类植被面积/可恢复林草植被面积×100%，计算结果为99.8%。

（4）林草覆盖率：林草类植被面积/项目总面积×100%，计算结果为65.8%。

通过运用无人机低空遥感技术获取监测范围内各分区扰动土地面积、水土流失治理面积、建构物硬化面积等数据信息。

表 3 无人机监测获得各分区水土流失防治数据统计

结束语：综上所述，施工图纸查阅、现场人工量测等是以往监测输变电工程水土保持时较为常用的方式，存在监测效率低、大量投入人力物力以及监测精度不足等问题。其中无人机低空遥感技术在输变电工程水土保持监测中合理运用，可以实现项目各施工阶段水土保持相关数据信息快速、准确获取，并直观清晰反馈各分区因施工扰动所出现的水土流失问题，同时能够将监测数据误差控制在最小范围内，为开展水土流失防治以及完善输变电工程施工方案提供可靠数据，从而保障输变电工程顺利建设，实现工程项目建设经济效益、生态效益最大化。

参考文献：

[1]程曦, 翟晓萌, 仓敏. 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[J]. 中国水土保持, 2023, (02): 50-53.

[2]郭昌盛. 水土保持监测中的无人机低空遥测技术分析[J]. 智能城市, 2021, 7 (19): 55-56.

[3]刘灿, 杨浩翔, 王鹏. 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[J]. 亚热带水土保持, 2020, 32 (01): 60-64.