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    無人機在水利領域的應用
    發布:cztopsmart   瀏覽:1625次


    無人機因其機動靈活的起降方式、低空循跡的自主飛行方式、 快速響應的多數據獲取能力,在水利管理上具有巨大的應用前景,包括水域規劃、水利監測與水利管理。無人機還能完成水情監測、河道走向、水庫監測、洪災區域檢查等,還能查看水毀橋梁、淹沒區域等情況。

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    水環境監測

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

    1.水質抽樣檢測

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    以往的水質檢測,是利用人工進行,劃船到湖中間取水采樣,不僅花費大量人力物力,而且耗費時間長,工作效率低。多旋翼無人機具有良好的穩定性和操作性,定位準確、起降靈活,安全性高,可在其上搭載盛水容器和抽水裝置,根據匹配的位置信息點,飛到湖中央上空后,在距湖面以上兩米空中進行取水。這樣有利于節約成本,而且工作效率高,能夠快速及時的發現湖水質量問題。

    2.水域環境動態監測

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    利用無人機技術,對水域實施動態監測,能夠查明范圍內水域的變化情況,通過掌握的水域基礎數據來建立水域調查、水域統計及其他管理制度,逐步實現水域管理的信息化,滿足社會經濟發展和水域管理的需要。利用水域動態監測結果,建立水域變化及非法水域占用資料,為水利管理提供依據。

    水土保持監測

    我國也是世界上水土流失比較嚴重的國家之一,進行水土保持監測和普查是一項十分艱巨而重要的基礎性工作,無人機遙感系統可完成對水土流失的成因、強度、影響范圍及其防治成效等的實時動態監測。主要包括:區域地形地貌、自然植被、氣候條件等;工程項目挖填取棄土量,建設項目水土流失對周邊及下游環境造成的影響等。

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    水土保持是水利工程重要作用之一,由于水利工程規模較大,對水域內水土保持及水土流失情況進行統計,單純依靠人工處理,無法確保數據的準確性??梢岳脽o人機技術調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雜,受到多種自然環境及人為因素影響,根據不同土壤侵蝕類型和影響因子的不同,參考土壤侵蝕房產因子指標,結合遙感技術及常規方法,在GIS中存取、表達和計算,完成土壤侵蝕定量的計算。利用無人機獲取的遙感圖像,對水土流失情況、現狀及發生特點和趨勢,進行科學分析并及時制定針對性改善策略,加快水土流失治理,確保水利工程的實際效用。

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    水文檢測

    無人機通過大范圍飛行快速巡查,第一時間掌握水利資源調查信息,掌握地面水資源用地信息以及水利資源調查成果,地面工作站根據實時航拍監控數據可以清晰分析水文數據的實時動態。

    1.水流流速檢測

    無人機可搭載流速流量計,進行水體流速的測量。當無人機飛到水面上空時,將攜帶的流速流量計深入到水面以下三米左右處,進行水流速度測量,且測量的數據將會存儲在流量流速計中,過幾分鐘后,帶數據測量穩定,可將無人機召回,地面人員通過存儲的數據進行查看。

    2.河底地形勘測

    在無人機上搭載聲納探測設備,可快速到達指定位置,掃描水下地貌,更好的理解水下地形和結構的相對位置情況,最大水深可達100米,最大寬度300米。

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    遙感測繪

    由于現有的普通航空攝影缺乏激動靈活性,而且難以獲取云下圖像;衛星遙感受制于時效性不強的影響,分辨率較低,對于水利工程等需要重復測繪或監測的工作,無法滿足要求。以無人機作為遙感飛行平臺,在機體上荷載數據遙感設備,利用遙感數據處理系統作為技術支撐,融入“3S”技術,可以實時對地或對目標水域進行觀測及數據的快速處理。采用無人機技術的測繪遙感系統,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,都可以根據項目需要獲取較大比例尺的航空影像資料,完成數字線規劃圖、數字高程模型、數字正射影像圖的繪制,為工程建設提供重要的信息。

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    此外,利用無人機遙感圖像技術,根據水利工程區域內不同時間段的監測圖像進行假彩色合成,能夠分析該時間段內水域的淹沒范圍,能夠分析水流移動方向和移動速度,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,針對目前水域,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的定位水體,高出閾值的定義為非水體,根據該原理,可以計算水利工程區域內水位值及水位覆蓋面積,便于為工程提供科學參考依據。

    結語

    無人機技術應用到水利工程中,遙感技術、信息技術、計算機技術、無線通信技術等先進科學技術的整合。通過無人機能夠對水利工程實施測繪、對水域實施動態監測及環境監測、有利于確保水利工程的重要作用,對水利工程具有重要意義。

    如果你想了解更多關于無人機的知識以及行業應用情況,那就敬請關于我們的公眾號!

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