無人機(jī)在水文監(jiān)測中的應(yīng)用前景

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1、無人機(jī)在水文監(jiān)測中的應(yīng)用前景　　摘要在對無人機(jī)和無人機(jī)遙感技術(shù)闡述和分析的基礎(chǔ)上，論述了無人機(jī)在水文監(jiān)測領(lǐng)域的應(yīng)用背景和需求，針對傳統(tǒng)水文事業(yè)中水資源調(diào)查、水資源用地信息管理、洪澇災(zāi)害、水文監(jiān)測等工作中存在的問題和不足，探討了無人機(jī)在這些方面應(yīng)用的可能性及應(yīng)用優(yōu)勢，提出了無人機(jī)在水文工作中的應(yīng)用方案?！　￡P(guān)鍵詞無人機(jī)；水文監(jiān)測；遙感技術(shù)；應(yīng)用　　中圖分類號S127；P332文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號1007-573917-0221-02　　無人駕駛飛機(jī)簡稱無人機(jī)，是一種有動力、可控制、能攜帶多種任務(wù)設(shè)備、執(zhí)行多種任務(wù)，并能重復(fù)使用的無人駕駛航空器[1]。無

2、人機(jī)出現(xiàn)在1917年，早期的無人駕駛飛行器的研制和應(yīng)用主要用作靶機(jī)，應(yīng)用范圍主要是在軍事上，后來逐漸用于作戰(zhàn)、偵察及民用遙感飛行平臺。20世紀(jì)80年代以來，隨著計算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)的迅速發(fā)展以及各種數(shù)字化、重量輕、體積小、探測精度高的新型傳感器的不斷面世，無人機(jī)的性能不斷提高，應(yīng)用范圍和應(yīng)用領(lǐng)域迅速拓展。無人機(jī)與遙感技術(shù)的結(jié)合，即無人機(jī)遙感，是利用先進(jìn)的無人駕駛飛行器技術(shù)、遙感傳感器技術(shù)、遙測遙控技術(shù)、通訊技術(shù)、GPS差分定位技術(shù)和遙感應(yīng)用技術(shù)，具有自動化、智能化、專題化快速獲取國土、資源、環(huán)境等的空間遙感信息，完成遙感數(shù)據(jù)處理、建模和應(yīng)用分析能力的

3、應(yīng)用技術(shù)?！　o人機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、使用成本低，不但能完成有人駕駛飛機(jī)執(zhí)行的任務(wù)，更適用于有人飛機(jī)不宜執(zhí)行的任務(wù)，同時，由于具有成本低、損耗低、可重復(fù)使用、風(fēng)險小等諸多優(yōu)勢，其應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣。無人機(jī)遙感技術(shù)作為一項空間數(shù)據(jù)獲取的重要手段，具有高時效、高分辨率等性能，是衛(wèi)星遙感與載人機(jī)航空遙感的有力補(bǔ)充[2]，與衛(wèi)星遙感和載人機(jī)航空遙感相比，更加方便、快捷，響應(yīng)能力快，其生存力強(qiáng)，對氣候條件要求低，對地形適應(yīng)性強(qiáng)，同時擺脫了重訪周期的限制，能實(shí)現(xiàn)影像數(shù)據(jù)的實(shí)時傳輸，滿足緊急條件下工作要求。無人機(jī)搭載的高精度數(shù)碼成像設(shè)備，具備面積覆蓋、垂直或傾斜成像的技

4、術(shù)能力，獲取圖像的空間分辨率達(dá)到分米級，適于1∶10000或更大比例尺遙感應(yīng)用的需求。無人機(jī)可按預(yù)定飛行航線自主飛行、拍攝，航線控制精度高、操作簡單，對起降的要求低，能實(shí)現(xiàn)遙控、半自主飛行和按預(yù)編航線全自動航行功能，便于掌握和培訓(xùn)?！　∧壳埃氖聵I(yè)面臨新形勢、新任務(wù)，肩負(fù)重大的歷史責(zé)任。洪澇災(zāi)害、干旱缺水、水污染、水土流失等問題，已經(jīng)嚴(yán)重制約著國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展。要解決好水的問題，就必須調(diào)整治水思路，轉(zhuǎn)變治水方針，從工程水利向資源水利轉(zhuǎn)變，從傳統(tǒng)水利向現(xiàn)代水利、可持續(xù)發(fā)展水利轉(zhuǎn)變。在這個歷史轉(zhuǎn)變過程中，要把水利信息化放在優(yōu)先的位置。水文基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

5、整體水平落后于經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需求，是水文建設(shè)發(fā)展過程中的突出矛盾。信息是水文決策的基礎(chǔ)，是正確分析和判斷水文形勢、科學(xué)地制定水文發(fā)展方案的依據(jù)。由于無人機(jī)低空遙感的高機(jī)動性、高分辨率等特點(diǎn)，使其在水文行業(yè)中的應(yīng)用有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢，在洪澇災(zāi)害、干旱缺水、水環(huán)境污染、河道擁堵等相關(guān)領(lǐng)域上，無人機(jī)低空遙感都能發(fā)揮其巨大的作用。　　XX年7月，暴雨引起廣西桂平市蒙圩鎮(zhèn)洪澇災(zāi)害，馬輪基等人進(jìn)行無人機(jī)遙感監(jiān)測調(diào)查，第一時間得到了洪澇區(qū)、退水區(qū)、非洪澇區(qū)等信息的遙感圖，創(chuàng)造國內(nèi)首次利用自控微型無人駕駛飛機(jī)對洪澇災(zāi)害的遙感監(jiān)測的紀(jì)錄[3]?；跓o人機(jī)攜帶方便、操作簡

6、單、反應(yīng)迅速、載荷豐富、任務(wù)用途廣泛、起飛降落對環(huán)境的要求低、自主飛行等特點(diǎn)，在傳統(tǒng)的水資源調(diào)查、水域覆蓋面積調(diào)查、水資源用地信息管理、水域警戒線分析、洪澇災(zāi)害、干旱缺水、水庫蓄水水位監(jiān)測、水資源工程動態(tài)監(jiān)測、河流水文監(jiān)測、水域排污、水面清潔監(jiān)測、重要水利設(shè)備和設(shè)施安全監(jiān)測、水庫和壩區(qū)的周邊環(huán)境監(jiān)測水資源巡查成圖等方面，均可以得到應(yīng)用?！　∷Y源調(diào)查、水資源用地信息管理、水資源巡查成圖　　傳統(tǒng)水資源調(diào)查、用地信息管理和水利巡查成圖中，多用人工的方式進(jìn)行調(diào)查，勘查人員攜帶相機(jī)從高處向河流拍照、乘船的方式對水資源面積調(diào)查。此種方法無法快速精確的執(zhí)行勘測測

7、量。在進(jìn)行這些工作的過程中，可以充分結(jié)合無人機(jī)的特點(diǎn)，利用無人機(jī)對所需監(jiān)測對象進(jìn)行航拍，巡視，通過大范圍飛行快速巡查，第一時間掌握水利資源調(diào)查信息。通過航拍測繪掌握地面水資源用地信息以及水資源調(diào)查成果，地面工作站根據(jù)實(shí)時航拍監(jiān)控數(shù)據(jù)可以清晰分析水資源的實(shí)時動態(tài)，后期制作電子版或相片成果圖，生成水資源巡查成圖。提高了水資源調(diào)查小組戶外調(diào)查辦事效率，快速準(zhǔn)確的為水資源面積、水資源地理信息和后期制作水資源巡查成圖提供了不可代替的作用。　　洪澇災(zāi)害、干旱缺水、水域覆蓋面積調(diào)查、水域警戒線分析　　傳統(tǒng)的洪澇災(zāi)害發(fā)生后，多利用直升飛機(jī)在受災(zāi)區(qū)域上空進(jìn)行航拍監(jiān)控以

8、及拍攝洪水覆蓋面積，當(dāng)遇到大面積干旱缺水的災(zāi)害，定損工作一般采取人工定損方式，定損作業(yè)效率緩慢。水域警戒的辦