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如何利用无人机做好重大工程中的水土保持工作

作者: 时间:2020-10-2132311 次浏览

铁路建设作为重大工程,其在设计与施工过程中需要多方统筹,对沿线做好规划。铁路施工过程对沿线周边带来严重的水土流失现象,附带的碎石废渣对现有地类大量压占破坏、导致生态环境污染严重。因此,水土保持治理工作作为铁路建设的配套工程,要求施工单位在修建铁路的同时将该工作落实。

项目背景

蒙华铁路是国内更大规模运煤专线——蒙西到华中煤运铁路,工程项目已获发改委批准。该铁路全长1837公里,北起内蒙古浩勒报吉站,终点到达江西省吉安,跨越蒙、陕、晋、豫、鄂、湘、赣七省区,投资概算1700亿元,是继大秦线(山西大同至河北秦皇岛)之后国内又一条超长距离的运煤大通道。

目前,该铁路三门峡段已正式开工,并计划于2020年建成通车,这就意味着铁路线规划和沿线水土保持工作方案必须在短期内完成。本次施工监测范围从河南三门峡黄河大桥到湖南岳阳,作业区域包括平原、山区、丘陵、河道等多种地貌类型传统人工作业时间长、成本高、时效性差等缺点已不能满足大区域、短时间、高分辨率数据获取的作业需求。综合考虑三门峡至襄阳铁路沿线施工环境的复杂性,以及工期紧迫性等因素,项目单位决定选择采用飞马智能航测系统F1000,对该段施工沿线水土保持应用开展监测、监督管理工作。 

项目实施

通过F1000无人机系统获取测区高分辨率低空遥感影像,可对该铁路三门峡至岳阳段沿线5个方面的水土保持工作展开协助:1、沿线碎土渣堆放量的估算;2、压占破坏现有生态植被监测;3、易发生泥石流地质灾害地段监测预警;4、沿线河流污染监测;5、绿地面积统计。

 5月17日,项目单位携带飞马智能航测系统F1000对施工段开始航拍影像数据获取,共选取黄河大桥、洛宁西站、西安岭隧道、核桃园隧道、西陕东站、襄州东站、湖南大围山7个作业监测点,共计约40平方千米的面积进行现状监测。

项目实施过程共有2人参与,包括项目单位负责人和飞马机器人技术人员。整个项目作业由一架F1000完成。

项目共规划7个飞行作业区域,其中更大测区面积8.3平方公里,单架次飞行43分钟完成976张影像获取,无人机管家现场质检用时9分钟完成,质检确认全部影像合格;由于各个测区位置距离跨度较广,除去舟车转场所花费的必要时间,完成整个项目实际飞行作业时间总计1天,相比传统手段节省近90%作业时间。所获取影像地面分辨率10cm,满足项目应用需求。

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测区一DOM

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测区二DOM

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测区DOM与Google Earth卫星影像图套合

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测区局部三维模型

项目工作流程

1、进入无人机管家智航线模块,确定测区范围,设置重叠度、地面分辨率等参数,软件自动生成航线;(也可使用该软件在内业环境提前生成航线任务)

2.根据现场环境确定飞行作业起降点,检查无人机硬件安全与电量情况,准备飞行;

3.手抛起飞,通过地面站系统监测整个飞行过程,获取原始影像与POS数据;

4.现场通过无人机管家智检图模块完成影像质检,获得质检报告与DOM预览图,确保全部影像合格可用;

5.通过数据处理软件,获取测区DOM、DSM及三维模型等数据。

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通过DOM计算测区内绿地面积

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通过三维模型图计算铁路沿线土方量


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对铁路沿线易发生泥石流区域进行监测


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对铁路沿线河流污染情况进行监测

项目总结

在谈到为何选择飞马智能航测系统F1000时,项目方认为,本次作业面积大、数据时效性要求高、地形复杂。如果采用人工作业,效率低,成本高,获取数据时效性差,工作过程存在很大的安全隐患。而飞马F1000,具有成本低、轻便灵活、安全易用、快速高效、高危地区监测、实时获取高分辨率影像等优点,弥补了传统工作方法的不足,为重大建设项目提供了高分辨率实时区域数据。并为同类项目建设在沿线施工现状监测、水土流失防治、易发生地质灾害区域预判等工作应用提供了作业参考和经验。

综合考虑多种因素后,项目方最终采用飞马智能航测系统F1000完成此次水土保持工作。