摘要：本文探讨了无人机激光探测测距技术在农业应用中的应用，特别关注农田地形测绘和水资源管理。无人机测距提供详细、高分辨率的数据，对于创建精确的地形图至关重要，该技术能够在大面积上快速提供高精度，并且能够穿透茂密的植被，使其在农业领域具有不可估量的价值。通过多个案例，阐述无人机激光雷达在地形测量和特征提取、土壤类型识别、土地利用研究以及农田地形变化监测和分析方面的有效性。此外，该技术在水资源管理中的应用，包括水体监测和排水系统优化，表明水资源利用效率和节约措施的显着提高。

关键词：无人机激光雷达；农业技术；水资源管理；农田测绘

近年来，无人机（UAV）技术的出现，特别是光探测和测距，在农业和环境管理等各个领域引入了革命性的能力。测距 与无人机的集成为通过详细和精确的地形数据提高农业生产力和资源管理提供了前所未有的机会。本文探讨了无人机测距技术在绘制农田地形图和水资源管理方面的变革性影响。通过利用无人机激光雷达提供的高分辨率和准确数据，利益相关者可以执行更有效的农业实践，优化用水，并为可持续农业计划做出贡献。以下各节深入探讨了无人机激光雷达在农业中的具体应用，展示了其相对于传统方法的显着优势及其在促进水资源管理和土地利用规划中更好决策的潜力。

一、无人机激光雷达技术简介

（一）工作原理和基本组成部分

无人驾驶飞行器光探测和测距技术是一种尖端的遥感方法，它利用脉冲激光来测量到地球表面的可变距离。该技术利用光脉冲的力量，光脉冲从激光扫描仪发射，并从地面和其他表面反射回传感器。这些脉冲与机载系统记录的其他数据相结合，生成了地球地形及其表面特征的精确三维表示。典型的无人机激光雷达系统由三个关键组件组成：激光扫描仪、全球定位系统 （GPS） 和惯性测量单元。激光扫描仪负责发射光脉冲，而GPS则记录每个脉冲时传感器的确切位置，确保高空间精度。惯性测量单元跟踪传感器在太空中的方向，这对于准确的数据集成和映射至关重要。与传统测量方法相比，无人机测距技术的主要优势之一是它能够产生高分辨率和高精度的数据。此功能对于创建详细而准确的地形图至关重要，这些地图对于农业、林业和城市规划等各种应用至关重要。无人机测距数据的高分辨率可以识别景观中的精细细节。

（二）优点和特点

无人机激光雷达在时间和区域覆盖方面都非常高效。它可以在使用地面测量方法所需时间的一小部分内测量大片土地。这种效率是通过无人机的快速部署和覆盖广阔区域的能力来实现的，而无需物理访问，这在偏远或交通不便的地区尤其有益。无人机测距的另一个显着优势是它能够穿透植被树冠。这种穿透能力即使在植被茂密的地区也能测量地面，为准确的地形测绘和环境监测提供基本数据。在植被茂密且传统测量方法可能无法获得准确的地面数据的地区，这一特征尤为重要。无人机测距技术大大减少了与传统测量方法相关的劳动力和成本。通过部署配备激光雷达系统的无人机，可以更快地完成大规模测绘项目，减少人员，从而降低测绘作业的总体成本。这种成本效益，加上获得的详细数据，使无人机激光雷达成为现代地理空间科学的宝贵工具，为从环境保护到城市发展规划等项目的精确性开辟了新的可能性。

二、农田地形测绘应用案例

（一）地形测量和地形特征提取

无人机激光探测和测距技术因其高精度绘制和分析地形的卓越能力而成为现代农业规划和管理中的关键工具。通过创建详细的地形三维模型，无人机激光雷达能够提取关键的地形特征，如坡度、高程和坡向。这些特性在农业应用中至关重要。在某地区进行的一个项目中可以看到无人机测距应用的一个实际例子。在这个项目中，无人机测距被用来制作地形图，成功地识别了容易发生侵蚀和径流的区域。详细数据表明，大于15度的坡度约占农田的20%。这些地区特别容易受到水土流失的影响，需要采取特定的农业做法，如等高犁耕和安装梯田或缓冲带，以防止土壤退化和促进节水。

（二）土壤类型和土地利用研究

无人机激光雷达技术在土壤类型分类和土地利用研究中发挥着至关重要的作用。土壤类型是农业中的一个关键因素，因为它直接影响作物选择、灌溉要求和肥料施用。在某地区的一个值得注意的例子中，无人机测距被用来区分500英亩农场的沙质土壤和粘土。这种差异化允许定制的土壤管理实践，根据土壤特性优化灌溉和肥料使用，显着提高作物产量。此外，无人机测距促进了正在进行的土地利用研究，这有助于了解不同的耕作方式如何随着时间的推移影响土壤健康和生产力。

（三）农田地形变化监测与分析

无人机激光雷达的另一个重要应用是监测和分析农田地形变化，这对于评估对农业生产力的影响至关重要。在自然力量或集约化农业做法导致土地退化的地区，这种持续监测尤为重要。例如，在某地区，一个无人机测距项目在五年内监测了森林砍伐和随后的农业用地使用。数据显示，坡度改变的土地增加了30%，这极大地影响了排水模式并增加了洪水风险。这种监测能够及时进行干预并制定战略，以减轻不利影响，从而维持农业生产力和环境健康。无人机激光雷达提供快速、准确和广泛的地形数据的能力彻底改变了农田管理和农业规划的进行方式。该技术快速覆盖大面积的效率及其提供高分辨率数据的能力使其成为现代农业的宝贵资产。通过促进详细的地形分析，无人机激光雷达不仅支持最佳农业作业，还加强了未来农业项目和环境保护工作的战略规划。

三、水资源管理应用案例

（一）水资源调查和水产监测

无人机测距技术通过提供对管理这些重要资产至关重要的高分辨率数据，彻底改变了水资源的测量和监测。通过扫描水体及其周围环境，无人机激光雷达有助于准确评估水体的体积、面积和随时间的变化。例如，在大湖地区的一个项目中，无人机测距被用于监测湖泊水位和海岸线侵蚀，为期两年。收集的数据有助于了解水位的季节性和年度变化，有助于预测和管理与水有关的问题，如洪水和灌溉用水。

（二）农田排水系统的规划与优化

高效的排水系统对于可持续农业、防止内涝和提高土壤质量至关重要。无人机测距通过提供详细的地形图，突出显示农田水的坡度和流动路径，在这些系统的规划和优化中发挥着关键作用。在中西部的一个应用中，无人机测距数据被用于重新设计一个占地约1，500英亩的农田排水系统。重新设计的系统将排水效率提高了 25%，减少了积水对作物的损害，并提高了整个雨季的产量稳定性。

（三）提高用水效率及实施节水措施

无人机激光雷达通过促进精确灌溉管理和支持节水措施，为提高用水效率做出了重大贡献。通过提供详细的地形数据，农民和水资源管理者可以实施有针对性的灌溉实践，以减少水资源浪费并提高水分配效率。例如，在加利福尼亚州的一次大规模农业作业中，无人机测距被用于绘制一个占地超过10，000英亩的灌溉区。这些数据导致制定了量身定制的灌溉计划，在保持作物健康和产量的同时减少了 20% 的用水量。此外，详细的地形信息有助于确定雨水收集和储存的潜在地点，进一步提高水资源的可持续性。

四、结束语

无人机测距技术在农业和水资源管理领域的探索为提高这些关键部门的效率和可持续性划定了一个有前途的前沿。本文通过详细的案例研究，强调了无人机激光雷达的实际应用和优势，包括精确的地形测绘、土壤类型区分和动态水资源管理。无人机 测距 提供快速、准确和全面数据的能力不仅对当前的农业实践具有变革性，而且对未来的规划和保护工作也至关重要。随着这项技术的不断发展和普及，预计将其整合到常规的农业和环境管理实践中，将在资源利用、作物产量和环境可持续性方面产生重大改善。本文主张更多地采用无人机测距技术作为战略工具，以满足全球农业和水资源管理挑战日益增长的需求。

参考文献：

[1]何焱. 无人机遥感技术在农田测绘中的应用[J]. 电脑与电信， 2023， （10）：91-94.