一、背景

我國(guó)河流眾多，水資源豐富，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展與人民財(cái)產(chǎn)安全影響重大。同時(shí)也是世界上水土流失比較嚴(yán)重的國(guó)家之一，進(jìn)行水土保持監(jiān)測(cè)和普查是一項(xiàng)十分艱巨而重要的基礎(chǔ)性工作，無(wú)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(cè)。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。運(yùn)用傳統(tǒng)的方法需要大量的人力、物力和時(shí)間，而利用無(wú)人機(jī)系統(tǒng)可迅速掌握情況，減少人員工作量，縮短巡檢周期，大大提高信息的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性。

二、介紹

無(wú)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(cè)與水利管理。無(wú)人機(jī)還能完成水情監(jiān)測(cè)、河道走向、水庫(kù)監(jiān)測(cè)、洪災(zāi)區(qū)域檢查等，還能查看水毀橋梁、 淹沒(méi)區(qū)域等情況。無(wú)人機(jī)可以搭載高分辨率數(shù)碼相機(jī)進(jìn)行快速測(cè)圖，也可以搭載視頻采集設(shè)備，實(shí)時(shí)的采集并回傳即時(shí)的影像數(shù)據(jù)，體現(xiàn)出分辨率高、實(shí)效性好等優(yōu)勢(shì)，還可以搭載合成孔徑雷達(dá)設(shè)備，在云霧天氣獲得高清晰度圖像。事實(shí)證明，無(wú)人機(jī)技術(shù)將在我國(guó)及全世界數(shù)字水利領(lǐng)域得到迅速而廣泛的應(yīng)用。

三、應(yīng)用

1、水資源信息巡航

 無(wú)人機(jī)最大飛行高度2,000米，飛行半徑5公里，單程任務(wù)距離10公里，飛行速度80公里/小時(shí)，適用于大面積的航拍與巡視。通過(guò)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)可以清晰分析水利資源的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)，并后期制作電子版或相片成果圖；生成水利巡查成圖。

2、洪澇、干旱災(zāi)害監(jiān)查

無(wú)人機(jī)快速?gòu)目罩懈┮曅顪閰^(qū)的地形、地貌、水庫(kù)、堤防險(xiǎn)工險(xiǎn)段。遇到險(xiǎn)情時(shí)，無(wú)人機(jī)可克服交通等不利因素，快速趕到受災(zāi)區(qū)域，并實(shí)時(shí)傳現(xiàn)場(chǎng)信息，監(jiān)視險(xiǎn)情發(fā)展, 為防汛決策提供準(zhǔn)確的信息。

無(wú)人機(jī)執(zhí)行抗旱監(jiān)察任務(wù)時(shí)，工作人員不必深入田間地頭，可及時(shí)了解每個(gè)地區(qū)、每個(gè)灌區(qū)的水源儲(chǔ)量，科學(xué)調(diào)度水庫(kù)蓄水，做好蓄水抗旱工作，同時(shí)還充分掌握外河、外湖及內(nèi)河水位變化情況。

無(wú)人機(jī)特別適用于突發(fā)事件應(yīng)急管理，大大降低了防汛抗旱工作人員承擔(dān)危險(xiǎn)工作的風(fēng)險(xiǎn)概率，提高了工作效率。利用無(wú)人機(jī)能快速地為大型水庫(kù)進(jìn)行航拍，如水域覆蓋面積調(diào)查、禁止游泳區(qū)域警戒線(xiàn)分析，通過(guò)航拍實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)可以清晰了解水域面蓋面積、通過(guò)航拍成圖劃分禁止游泳區(qū)域警戒線(xiàn)，并找到對(duì)應(yīng)點(diǎn)進(jìn)行圍欄劃分。

3、水庫(kù)蓄水水位、上下游水文監(jiān)測(cè)

   無(wú)人機(jī)能快速對(duì)監(jiān)測(cè)對(duì)象進(jìn)行定點(diǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)控、巡視，特別是水庫(kù)邊緣區(qū)等環(huán)境比較惡劣的地段，均可操控自如地完成監(jiān)測(cè)任務(wù)； 通過(guò)對(duì)上下游河流快速巡查，第一時(shí)間掌握水文情況，特別是大面積的河流污染，無(wú)人機(jī)可在空中對(duì)污染水域進(jìn)行俯視航拍，確保污染區(qū)域的準(zhǔn)確面積和范圍。

4、重要水利設(shè)備安全監(jiān)測(cè)

當(dāng)水利設(shè)施出現(xiàn)故障停止作業(yè)，無(wú)人機(jī)能快速做出應(yīng)急反應(yīng)，對(duì)水利設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，再通過(guò)地面站發(fā)現(xiàn)故障所在。

無(wú)人機(jī)通過(guò)空中實(shí)時(shí)監(jiān)控，可掌握大壩進(jìn)水區(qū)和出水區(qū)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息，地面站根據(jù)實(shí)時(shí)航拍監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)可以清晰分析大壩工作的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)，后期制作成電子版或相片成果圖；生成壩區(qū)巡查成圖。

5、用于堰塞湖等應(yīng)急監(jiān)測(cè)

堰塞湖大多發(fā)生在交通困難的地區(qū)，給人們進(jìn)行監(jiān)測(cè)帶來(lái)了許多不便。由于無(wú)人機(jī)具有機(jī)動(dòng)快速、 使用成本低、維護(hù)操作簡(jiǎn)單等技術(shù)特點(diǎn)，可對(duì)堰塞湖的分布狀況與動(dòng)態(tài)變化等情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)， 為救援、及時(shí)消除隱患提供了第一手的信息和科學(xué)決策依據(jù)。

6、冰凌應(yīng)急監(jiān)測(cè)

目前，我國(guó)排除凌汛的方法主要是利用空軍轟炸機(jī)，用重型炸彈對(duì)黃河凌汛地段阻塞河道的冰壩進(jìn)行破除。由于轟炸后的河段冰層大面積破裂，河道水流迅速加快，利用人工上冰探查炸彈落點(diǎn)十分危險(xiǎn)。為了及時(shí)、準(zhǔn)確地掌握黃河內(nèi)蒙古段凌情、冰壩位置和轟炸效果，采用無(wú)人機(jī)進(jìn)行應(yīng)急監(jiān)測(cè)，可以為排除黃河凌汛險(xiǎn)情提供技術(shù)支持。無(wú)人機(jī)對(duì)黃河河道冰凌航拍，具有穩(wěn)定性好、起降靈活、 安全性高、實(shí)效性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)， 同時(shí)利用無(wú)人機(jī)遙感影像進(jìn)行凌汛險(xiǎn)情調(diào)查與堤防病害識(shí)別，具有人力成本低，時(shí)間快，復(fù)查周期短，可以迅速發(fā)現(xiàn)或更新凌汛險(xiǎn)情及堤防病害的發(fā)生、發(fā)展和變化情況等優(yōu)點(diǎn)。