无人机遥感技术在水土保持监测中的应用..pdf

摘要 摘要 无人机遥感技术为水土保持监测提供了新的技术手段，本研究以“引黄入冀补淀 工程”为例，探究无人机在水土保持监测中的应用。通过构建无人机遥感数据处理模 型，对航拍弃土场的影像进行处理，得到DOM 和DSM 影像，并据此测算弃土场面 积和弃土量；基于DOM 影像进行面向对象的分类，自动测算出各弃土场苫盖、裸 露地表、植被等各地类的面积；依据DOM 影像和DSM 影像提取弃土场的坡长、坡 宽、坡度等地理信息，结合生产建设项目土壤流失量测算导则对每个弃土场的土壤 流失量进行模拟，将其和实测值进行比较，探究其在生产实践中应用的可行性。主 要结论如下： （1）本研究构建的六组无人机遥感数据处理模型，计算精度均可满足生产要求。 其中 Pix-Con 模型的计算精度最高，计算弃土场面积的误差为 1.23%，计算弃土场 弃土量的误差为2.97% ；项目区内如有坑塘等水域，采用PhotoScan 得到的DOM 和 DSM 影像精度最高，如无水域，则采用Pix4D 得到的影像精度最高； （2 ）对DOM 影像进行分类能够快捷、准确地获取裸露地表、苫盖、植被等不 同地类的面积。采用eCognition 对三个典型弃土场进行面向对象的分类，Kappa 系 数分别为0.86、0.82 和0.71 ，可在生产实践中应用； （3 ）基于无人机遥感技术并依据《生产建设项目土壤流失量测算导则》可以方 便快捷地获取土壤流失量，在水土保持监测中具有较强的可行性和可操作性。基于 测算导则计算日降雨侵蚀力Rr 或查询附表获取Rc ，模拟出的土壤流失量与实测值 较为接近；基于月降雨侵蚀力Rm 模拟出的土壤流失量可达到实测值的数十倍，与 实际情况不符。 关键词：引黄入冀补淀，无人机遥感，影像分类，土壤侵蚀模型，水土流失量 I 目录 目 录 摘要 I ABSTRACT II 1 绪论 1 1.1 研究背景及意义 1 1.1.1 研究背景 1 1.1.2 研究意义 2 1.2 国内外研究概况 2 1.2.1 无人机遥感技术概述 2 1.2.2 弃土场面积、弃土量的测算 3 1.2.3 影像分割、影像分类的研究 3 1.2.4 测算土壤流失量的方法 5 1.2.5 无人机遥感技术在水土保持监测中的应用 6 2 研究内容与方法 8 2.1 工程概况 8 2.2 研究区概况 8 2.2.1 气候水文 8 2.2.2 土壤植被 9 2.2.3 地貌地质 9 2.2.4 土壤侵蚀 9 2.3 研究内容及创新点 9 2.4 研究方法 10 2.4.1 获取无人机遥感影像 10 2.4.2 构建数据处理模型 12 2.4.3 分地类测算面积 16 2.4.4 测算土壤流失量 19 2.5 技术路线 26 3 无人机遥感数据处理模型 27 3.1 弃土场面积、弃土量计算结果 27 3.2 DOM、DSM 影像精度分析 27 3.3 弃土场面积计算结果分析 31 3.4 弃土场弃土量计算结果分析 32 III 目录 3.5 本章结论 33 4 分地类测算面积 34 4.1 1#弃土场影像分类 34 4.1.1 分割结果 34 4.1.2 分类结果 35 4.1.3 精度评价 36 4.2