浅析无人机技术在水利方面的研究与应用

      随着现代建设信息化的发展,水利执法、建设、管理、抗洪抢险等各项工作面临新形势、新任务。要解决好新时代的治水管水问题,就必须调整治水思路。近年来,无人机在水利领域的应用技术相对成熟。目前,无人机已经在航拍、测绘、公安、植保、检测等多个领域当中发挥出巨大的优势,而且还在不断拓展应用范围。

      无人机技术在水利方面的应用

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      1、水环境监测

      近年来,水资源污染越来越严重。目前我国水质监测主要依靠人工监测和无人船监测。人工监测需要实地采样,周期很长且需要消耗大量人力物力;目前最新出现的水质监测船也有一定缺陷,如在水面收到严重污染或有大量漂浮物是无人船会受到阻碍和污染。

      但基于无人机技术的水质监测采样,较好的弥补了上述缺陷,且有助于水质监理的高效化和精确化,提高了水质监测的信息化水平,并最终达到水质监理监测自动化、信息化和现代化的目的。

      ⑴ 水质抽样检测

      以往的水质检测,是利用人工进行,划船到湖中间取水采样,不仅花费大量人力物力,而且耗费时间长,工作效率低。

      多旋翼无人机具有良好的稳定性和操控性,定位准确、起降灵活,安全性高,可在其上搭载盛水容器和抽水装置,根据匹配的位置信息点,飞行到湖中央上空后,在距湖面以上两米空中进行取水。这样有利于节约成本,而且工作效率高,能够快速及时的发现湖水质量问题。

      ⑵ 水域环境动态监测

      利用无人机技术,对水域实施动态监测,能够查明范围内水域的变化情况,通过掌握的水域基础数据来建立水域调查、水域统计及其他管理制度,逐步实现水域管理的信息化,满足社会经济发展和水域管理的需要。利用水域动态监测结果,建立水域变化及非法水域占用资料,为水利管理提供依据。

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      2、水土保持监测

      我国也是世界上水土流失比较严重的国家之一,进行水土保持监测和普查是一项十分艰巨而重要的基础性工作,无人机遥感系统可完成对水土流失的成因、强度、影响范围及其防治成效等的实时动态监测。

      无人机因其机动灵活的起降方式、低空循迹的自主飞行方式、 快速响应的多数据获取能力,在水利管理上具有巨大的应用前景,包括水域规划、水利监测与水利管理。无人机还能完成水情监测、河道走向、水库监测、洪灾区域检查等,还能查看水毁桥梁、淹没区域等情况。

      利用无人机技术调查土壤侵蚀定量来完成水土保持的研究。由于土壤侵蚀原因及过程较为复杂,受到多种自然环境及人为因素影响,根据不同土壤侵蚀类型和影响因子的不同,参考土壤侵蚀房产因子指标,结合遥感技术及常规方法,在GIS中存取、表达和计算,完成土壤侵蚀定量的计算。

      利用无人机获取的遥感图像,对水土流失情况、现状及发生特点和趋势,进行科学分析并及时制定针对性改善策略,加快水土流失治理,确保水利工程的实际效用。

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      3、水文监测

      固定翼无人机飞行高度高,巡航时间长,适用于大面积的航拍与巡视。通过大范围飞行快速巡查,第一时间掌握水利资源调查信息,掌握地面水资源用地信息以及水利资源调查成果,地面工作站根据实时航拍监控数据可以清晰分析水文数据的实时动态。

      ⑴ 水流流速检测

      无人机可搭载流速流量计,进行水体流速的测量。当无人机飞到水面上空时,将携带的流速流量计深入到水面以下三米左右处,进行水流速度测量,且测量的数据均会存储在流量流速计中,过几分钟后,带数据测量稳定,可将无人机飞回,地面人员通过存储的数据进行查看。

      ⑵ 河底地形勘测

      在无人机上搭载声呐探测设备,可快速到达指定位置,扫描水下地貌,更好的理解水下地形和结构的相对位置情况。

      分析

      随着我国水利信息化水平的不断提升,以无人机为代表的最新技术已经逐渐应用到水利行业的方方面面,尤其在应急救援、水利行政执法和水利工程建筑物日常维护等方面均起到了举足轻重的作用。

      因此,无人机技术在水利工程中的应用对水利工程具有重要的意义与广大的应用前景。未来无人机技术的发展潜力巨大,其与水利行业如何更好的结合值得进一步研究与应用。

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