無人機在水利行業

常永慶

摘要：無人機技術的引入不但能有效控制項目成本，而且應用便捷簡單，能夠發揮出具體優勢，因此無人機航測技術在水利工程領域受到了高度重視，且受到了施工者的青睞?；诖?，文章就重點論述了無人機的具體應用。

關鍵詞：無人機;優勢;水利測繪;具體應用

1 引言

水利是指對自然界的水進行控制、調節、治導、開發、管理和保護，以防治水旱災害，并開發利用水資源的各項事業和活動。按照工程類型，大致可以分為四個方面：防洪工程、水資源工程、水土保持及生態工程、水電及專項工程等。

2 無人機技術的優點

（1）無人機可超低空工作，不受云層影響，不受飛行區域地形限制，起降方式靈活。

（2）低空貼近飛行目標區域，可以采集很高分辨率的遙感影像;

（3）遙感成果多樣，可以多角度多航次全面獲取地形地貌數據，還可以支持構建數字地表模型、三維景觀模型等;

（4）生產成本低，維護費用低，保養操作簡單;

（5）可以進入交通不便或者危險區域探測及監測，可劃定某固定區域作重點航測，旋翼無人機還可針對具體地物作懸停航測;

3業務需求

1）在水利工程測繪中應用

無人機搭載數碼相機則可實時實地對目標區域進行高分辨率數據的獲取，經處理可獲取數字高程模型、數字正射影像圖、數字線畫圖等數據成果，可為水利工程的勘察設計提供高精度的地形數據參考。而對于一些修建在高山峽谷地區的水利工程，無人機航測成圖技術可完成高精度地形數據的獲取。

2）在水利監測應用

河道監測：采用無人機拍裝在航攝相機可清晰分辨河流、濕地、積雪覆蓋等情況，且帶有地理信息可進行距離、面積等信息統計。

沿河設施監測：采用無人機遙感獲取的高分辨率影像數據可為工程環境提供科學的數據和決策依據，在水庫的檢測中，無人機還可根據三維模型、視頻資料對大壩的變形，水位的變化及提防工程的建設施工進行方便快捷的監測工作。

執法監測：采用無人機可進行常態化巡檢，通過影像和視頻資料，可辨別出污染源、污染類型、擴散速度、影響范圍，從而達到對水質特征污染物監視性監測的目的，提高水利監管能力。

3）在防洪抗旱減災中應用

無人機航空遙感操作靈活、反應迅速，攜帶方便的特點使得其應用在防洪減災的過程中能夠快速地投入到工作過程當中，無人機的遙感特性可以使操控人員在安全的區域對其進行遙控，通過航拍獲取的災區地形圖、正射影像圖、三維數據成果等數據成果可清楚獲取受災面積、房屋道路損壞程度等災情信息，為防洪救災指揮中心的救援部署提供精確數據參考。

4）在水利工程規劃管理應用

無人機遙感系統可以根據工程實施階段的各種需要適時進行工程全線的航拍，不僅可以實現短時間內檢查項目的全范圍覆蓋，而且可以適時掌控重點項目的現場施工狀況，為進度控制的科學決策和工程安全隱患的排查提供大量直觀、清晰的影像資料，同時也可以大大節省人員、車輛的管理成本，從而極大提高工作效率。

5）水土保持專項中應用

在對水利工程的環境評價方面，無人機遙感系統能夠為環評單位在短時間內提供時效性強、精度高的建設項目所在區域現勢地形圖，并且可有效減少在偏遠、危險區域現場踏勘的工作量，提高環境影響評價工作的效率和技術水平，為環保部門提供精確、可靠的審批依據。在項目實施及驗收階段，采用無人機遙感系統提供的圖件與環境影響評價階段的圖件對比分析，可以清楚、直觀的了解環境防護距離和衛生防護距離范圍內的居民拆遷情況、工程建設范圍和平面布置的變化情況、工程相關的生態破壞及生態恢復情況，有利于科學評估項目建設對周圍區域所帶來的環境影響。

4無人機產品的技術優勢

1）便于攜帶，具備快速任務反應能力

智能航測系統F1000/F200可單人攜帶，具備便攜、高效的快速任務獲取能力，對于建立在高山峽谷交通工具不便到達的水利工程中，可快速進入作業現場，在防洪救災、執法監測尤其適用。

2）單人作業，無操控手無遙控器

智能航測遙感系統F1000/F200整機采用模塊化設計，無需工具即可完成飛機的安裝，具備全自動任務模式，飛行安全穩定。

3）多元數據獲取能力，滿足水利工程多種應用需求

掛載航測相機，可獲取高分辨率正射影像及高精度地形數據，用于水利工程的勘察設計的地形參考，還可用于河道監測、沿河設施監測及水利工程旁可能發生的違法行為監測。

掛載傾斜相機，可構建大壩、水庫、水電站等相關水利設施的三維模型，可對大壩變形、堤防工程的施工建設及周圍環境變化等進行有效的檢測，及時發現安全隱患。

掛載近紅外相機，可獲取熱成像影像，可進行夜航執法，可準確獲取非法排污的準確位置，且可監控在湖泊、河道管理范圍內違法打井、挖渠等違法活動，及時排查并處理。

掛載視頻模塊，經實時圖傳工具，可將空中拍攝到的地面情況實時傳遞給水利監管人員，可滿足執法管理部門日常監測、巡視需求。

4）多種飛行平臺應對不同測區類型

智能航測系統F1000/F200具備1.5h的續航能力，可滿足大范圍的水利工程的地形勘察，具備高效的數據獲取能力。

而對于大壩、水電站等小范圍的水利工程日常監測，則可采用D1000航測平臺，受地形條件限制小，單人單包可快速展開作業，獲取測區高分辨率正射影像、三維模型及視頻資料。

5）專業的航線設計模式，提高數據獲取效率

具備多種航線模式，支持矩形、多邊形、帶狀等不同測區及正射、傾斜的航線設計，滿足不同應用需求。其帶狀航線尤其適用于修建在高山峽谷等狹長水利工程的數據獲取，可最大程度減少數據冗余，有效提高作業效率。

6）雙頻差分GPS定位系統，厘米級定位，滿足高精度測繪需求

智能航測系統F200，集成雙頻差分GPS定位系統，經差分處理可獲取厘米級定位精度，可極大減少控制點的布設，對于小面積區域，甚至可實現無控的高精度成圖，將極大節省人力成本，提高作業效率。

7）一站式軟硬件解決方案

無人機搭配的無人機管家專業版軟件，支持可見光影像、紅外影像的數據處理，具備從特征點匹配、控制點智能量測、高精度GPS輔助的空三解算、高密度彩色點云輸出、正射糾正、自適應勻色至一鍵輸出高精度、高質量影像拼接圖、DEM/TDOM、三維模型的全套處理流程。

8）基于飛馬云的主動式服務

為用戶提供全壽命周期的狀態監測，多設備共享及用戶分享的服務平臺，可實現無人機云端的健康分析，故障針對及固件升級，幫助用戶實時了解飛機運行狀態，完成安全優質飛行任務。

另飛馬無人機還提供第三方責任險及機身一切險，用戶無需擔心飛機摔壞或丟失，發生事故可根據相關規定進行免費維修或換新，為用戶的安全飛行提供又一層安全保障。

參考文獻

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