無人機(jī)因其機(jī)動(dòng)靈活的起降方式、低空循跡的自主飛行方式、 快速響應(yīng)的多數(shù)據(jù)獲取能力，在水利管理上具有巨大的應(yīng)用前景，包括水域規(guī)劃、水利監(jiān)測與水利管理。無人機(jī)還能完成水情監(jiān)測、河道走向、水庫監(jiān)測、洪災(zāi)區(qū)域檢查等，還能查看水毀橋梁、淹沒區(qū)域等情況。

水環(huán)境監(jiān)測

近年來，水資源污染越來越嚴(yán)重。目前我國水質(zhì)監(jiān)測主要依靠人工監(jiān)測和無人船監(jiān)測，人工監(jiān)測需要實(shí)地采樣，周期很長且需要消耗大量人力物力；目前最新出現(xiàn)的水質(zhì)監(jiān)測船也有一定缺陷，如在水面受到嚴(yán)重污染或有大量漂浮物使無人船受到阻礙和污染。但基于無人機(jī)技術(shù)的水質(zhì)監(jiān)測采樣，較好的彌補(bǔ)了上述缺陷，且有助于水質(zhì)監(jiān)理的高效化和精確化，提高了水質(zhì)監(jiān)測的信息化水平，并最終達(dá)到水質(zhì)監(jiān)理監(jiān)測自動(dòng)化、信息化和現(xiàn)代化的目的。

1.水質(zhì)抽樣檢測

以往的水質(zhì)檢測，是利用人工進(jìn)行，劃船到湖中間取水采樣，不僅花費(fèi)大量人力物力，而且耗費(fèi)時(shí)間長，工作效率低。多旋翼無人機(jī)具有良好的穩(wěn)定性和操作性，定位準(zhǔn)確、起降靈活，安全性高，可在其上搭載盛水容器和抽水裝置，根據(jù)匹配的位置信息點(diǎn)，飛到湖中央上空后，在距湖面以上兩米空中進(jìn)行取水。這樣有利于節(jié)約成本，而且工作效率高，能夠快速及時(shí)的發(fā)現(xiàn)湖水質(zhì)量問題。

2.水域環(huán)境動(dòng)態(tài)監(jiān)測

利用無人機(jī)技術(shù)，對(duì)水域?qū)嵤﹦?dòng)態(tài)監(jiān)測，能夠查明范圍內(nèi)水域的變化情況，通過掌握的水域基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來建立水域調(diào)查、水域統(tǒng)計(jì)及其他管理制度，逐步實(shí)現(xiàn)水域管理的信息化，滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和水域管理的需要。利用水域動(dòng)態(tài)監(jiān)測結(jié)果，建立水域變化及非法水域占用資料，為水利管理提供依據(jù)。

水土保持監(jiān)測

我國也是世界上水土流失比較嚴(yán)重的國家之一，進(jìn)行水土保持監(jiān)測和普查是一項(xiàng)十分艱巨而重要的基礎(chǔ)性工作，無人機(jī)遙感系統(tǒng)可完成對(duì)水土流失的成因、強(qiáng)度、影響范圍及其防治成效等的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測。主要包括：區(qū)域地形地貌、自然植被、氣候條件等；工程項(xiàng)目挖填取棄土量，建設(shè)項(xiàng)目水土流失對(duì)周邊及下游環(huán)境造成的影響等。

水土保持是水利工程重要作用之一，由于水利工程規(guī)模較大，對(duì)水域內(nèi)水土保持及水土流失情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，單純依靠人工處理，無法確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性?？梢岳脽o人機(jī)技術(shù)調(diào)查土壤侵蝕定量來完成水土保持的研究。由于土壤侵蝕原因及過程較為復(fù)雜，受到多種自然環(huán)境及人為因素影響，根據(jù)不同土壤侵蝕類型和影響因子的不同，參考土壤侵蝕房產(chǎn)因子指標(biāo)，結(jié)合遙感技術(shù)及常規(guī)方法，在GIS中存取、表達(dá)和計(jì)算，完成土壤侵蝕定量的計(jì)算。利用無人機(jī)獲取的遙感圖像，對(duì)水土流失情況、現(xiàn)狀及發(fā)生特點(diǎn)和趨勢(shì)，進(jìn)行科學(xué)分析并及時(shí)制定針對(duì)性改善策略，加快水土流失治理，確保水利工程的實(shí)際效用。

水文檢測

無人機(jī)通過大范圍飛行快速巡查，第一時(shí)間掌握水利資源調(diào)查信息，掌握地面水資源用地信息以及水利資源調(diào)查成果，地面工作站根據(jù)實(shí)時(shí)航拍監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)可以清晰分析水文數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)。

1.水流流速檢測

無人機(jī)可搭載流速流量計(jì)，進(jìn)行水體流速的測量。當(dāng)無人機(jī)飛到水面上空時(shí)，將攜帶的流速流量計(jì)深入到水面以下三米左右處，進(jìn)行水流速度測量，且測量的數(shù)據(jù)將會(huì)存儲(chǔ)在流量流速計(jì)中，過幾分鐘后，帶數(shù)據(jù)測量穩(wěn)定，可將無人機(jī)召回，地面人員通過存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行查看。

2.河底地形勘測

在無人機(jī)上搭載聲納探測設(shè)備，可快速到達(dá)指定位置，掃描水下地貌，更好的理解水下地形和結(jié)構(gòu)的相對(duì)位置情況，最大水深可達(dá)100米，最大寬度300米。

遙感測繪

由于現(xiàn)有的普通航空攝影缺乏激動(dòng)靈活性，而且難以獲取云下圖像；衛(wèi)星遙感受制于時(shí)效性不強(qiáng)的影響，分辨率較低，對(duì)于水利工程等需要重復(fù)測繪或監(jiān)測的工作，無法滿足要求。以無人機(jī)作為遙感飛行平臺(tái)，在機(jī)體上荷載數(shù)據(jù)遙感設(shè)備，利用遙感數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)作為技術(shù)支撐，融入“3S”技術(shù)，可以實(shí)時(shí)對(duì)地或?qū)δ繕?biāo)水域進(jìn)行觀測及數(shù)據(jù)的快速處理。采用無人機(jī)技術(shù)的測繪遙感系統(tǒng)，具有快速獲取高分辨率圖像及快速處理的能力，在前期檢校及測試后，都可以根據(jù)項(xiàng)目需要獲取較大比例尺的航空影像資料，完成數(shù)字線規(guī)劃圖、數(shù)字高程模型、數(shù)字正射影像圖的繪制，為工程建設(shè)提供重要的信息。

此外，利用無人機(jī)遙感圖像技術(shù)，根據(jù)水利工程區(qū)域內(nèi)不同時(shí)間段的監(jiān)測圖像進(jìn)行假彩色合成，能夠分析該時(shí)間段內(nèi)水域的淹沒范圍，能夠分析水流移動(dòng)方向和移動(dòng)速度，為決策者作提供有效信息；利用紅外波段的水體輻射率同其他地物輻射率相比，存在較大差異的特點(diǎn)，針對(duì)目前水域，選擇合適的紅外波段，確定水體的閾值。將紅外波段輻射過后閾值在該范圍內(nèi)的定位水體，高出閾值的定義為非水體，根據(jù)該原理，可以計(jì)算水利工程區(qū)域內(nèi)水位值及水位覆蓋面積，便于為工程提供科學(xué)參考依據(jù)。

結(jié)語

無人機(jī)技術(shù)應(yīng)用到水利工程中，遙感技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、無線通信技術(shù)等先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的整合。通過無人機(jī)能夠?qū)λこ虒?shí)施測繪、對(duì)水域?qū)嵤﹦?dòng)態(tài)監(jiān)測及環(huán)境監(jiān)測、有利于確保水利工程的重要作用，對(duì)水利工程具有重要意義。

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