基于无人机遥感的排土场边坡植被与土壤侵蚀监测研究

发布时间：2020-08-28 10:57

　　排土场作为矿区的典型扰动斑块在受到风力、水力等作用下会产生土壤侵蚀甚至滑坡等灾害。不同的植被覆盖条件下土壤侵蚀程度会有所不同,研究其复垦植被对土壤侵蚀的影响对排土场的生态恢复有一定的指示作用。本文在胜利矿区南排土场选取了3个具有代表性的研究区,通过无人机遥感技术获取研究区的DSM和DOM,精确提取了研究区的植被和土壤侵蚀量,并按照植被配置对排土场边坡进行了斑块划分,研究了边坡上植被和土壤侵蚀的关系,最终得到如下主要成果与结论:(1)将无人机遥感技术成功应用于排土场植被精细提取中。通过无人机多光谱遥感数据成功提取了植被的叶面积指数、叶绿素含量、植被高度及植被覆盖度等参数,并将以上获取的植被参数与多光谱影像结合,采用面向对象多尺度分割方法进行分类,分类结果精度为88.71%。(2)将无人机遥感技术成功应用于细沟侵蚀的定量提取中。根据DEM计算曲率,通过划定曲率阈值确定侵蚀沟的形态和分布。根据距离沟道边缘的远近及沟的深浅,对侵蚀沟中的点进行分级,并通过焦点统计分析统计各级侵蚀平均深度,进而实现侵蚀沟的高精度定量提取。(3)将研究区划分为13个区域,从植被配置、植被覆盖度、植被所处位置等角度研究其与土壤侵蚀的定量关系。研究表明:植被覆盖度越高,侵蚀模量越小;25%覆盖度可被定义为一个植被覆盖度下限,低于此值,无论何种配置,土壤侵蚀均严重;45%覆盖度可被定义为植被覆盖度上限,增加植被覆盖度对于抗侵蚀虽有所改善但作用相对变小。此外,多年生草本和灌木所占比例越高,抗侵蚀能力越强,但存在上限,就现有的研究区来说1-4(披碱草44%,柠条41%,沙打旺8%,油蒿3%,紫花苜蓿3%)为最优植被配置。
【学位单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S157.1;TP79
【部分图文】：

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技术路线图

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2 飞行方案设计与实施图2-1 研究区位置Figure 2-1 Location of the study area2.2 无人机遥感介绍（Introduction of UAV Remote Sensing）2.2.1 无人机遥感系统无人机具有成本低、机动性能好、操作方便、影像获取实时快捷、分辨率高等特点，可以实现高分辨率影像快速实时获取，已广泛应用于传统农林业、地质勘测、自然灾害救援等行业领域。无人机遥感是以无人机为搭载平台，以摄影测量技术与遥感技术的结合的一门技术。随着导航定位及航测遥感技术的快速发展，无人机遥感技术的应用程度得到了飞速提升，自动化程度也越来越高[89]。无人机遥感系统是以无人机为飞行平台，搭载数码相机、多光谱相机等传感器对地面目标进行拍摄，通过对采集数据的预处理，完成目标影像的拼接及专题信息的分析应用。2.2.2 无人机平台目前无人机的飞行平台主要分为两类，一是固定翼无人机，具有速度快、续11

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硕士学位论文行距离远等优点，起飞和降落对无人机操控手的技术围的无人机测量项目当中。另一种是旋翼无人机，具本低廉及飞行稳定的特点，但其续航能力比固定翼无范围内，所以较适合小范围的遥感监测。择的研究区较小，且排土场地形起伏较大，使用固定采用大疆精灵 3 专业版（DJI , Phantom 3 Professional据采集平台，无人机示意图见图 2-2。

【参考文献】