无人机遥感技术在水利管理中的应用研究论文_蔡梓祺

无人机遥感技术在水利管理中的应用研究论文_蔡梓祺

东莞市东莞大堤管理处 523000

摘要:无人机是利用无线遥控设备,控制飞机飞行,在无人机上安装遥感传感器、利用相关的技术,即可实现空间信息的获取。无人机遥感技术在水利工程方面应用比较广泛。

关键词:无人机;遥感技术;水利管理;监测

引言

水是人们耐以生存的重要资源之一,水利工程的建设是为了使人们更好的利用、控制及保护水资源、同时还能消除水害。在水利工程的管理中,无人机遥感技术可以协助水利行业解决相关的水利问题。本文就无人机的特点及优势,分析它在水利工程管理中的应用。

一、无人机遥感技术的特点

(1)无人驾驶

无人机是一种不载人的飞行器,利用计算机程控系统或者无线遥控设备控制飞行。其结构较小,质量较轻,灵活性高,适宜到达人类不适宜到达的危险环境中进行遥感监测任务。

(2)兼容性高

无人机的制作可以采用木质结构,飞机的各部件都可以独立加工,使用质量较轻、强度较高的碳纤维进行组装,使飞机自身的结构较强,续航能力相对较强。如果其中某一个部件受损,维修及更换也会比较简单。在软件方面,无人机可以搭载不同的机载遥感设备,根据遥感任务的不同随时进行调整。

(3)自动化程度高

由于无人机搭载的多是小型的扫描仪或数字相机,它所获取的图片像幅较小,通过无人机的多角度飞行拍摄,利用相关的软件对图像进行交互处理,实现几何与辐射校正,同时还能进行自动识别实现自动拼接,以提高图片质量。

(4)存储量大

由于无人机获取的图片像幅较小,所以需要获取的图片相对较多,无人机上的传感器的存储模块的存储量是比较大的,人们可以进行远程的模块内数据读取或者将数据远程加载的模块内。

(5)安全性高

在处理突发性灾害面前,为了减少损失,我们应当首先选用安全可靠的应急方法,对灾难进行直观、全面、高效的了解。利用无人机遥感技术,可以迅速的了解灾区情况,并且由于无人机质量较轻,具有伞降保护与滑翔保护的功能,行动可靠,不易出现安全事故。

(6)灵活性

无人机构造较小,对无人机的运输及保存要求不高,起降场地也不需要太大,马路、草地、平地都可以实现。同时在找不到起降场地的情况下还具有伞降与弹射起飞的功能。无人机的安装、调试、试飞能在半个小时之内实现。

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(7)快速、高效、精确

无人机能根据不同的需求实现不同的行高,并且不受天气云层的影响。可以高飞实现大面积监控,也可以低空飞行实现小范围监控,飞行范围每日可达到200-320平方公里,能像人们提高全面、直观地三维图像,对获取的图像经过数据分析提供决策支持。

二、无人机遥感技术在水利管理中的应用

(1)水污染监测

现在,由于人类活动造成的水污染越来越严重,会影响到人类的健康、社会和经济的可持续发展。如今,可以利用无人机技术,进行水质抽样监测,搭载盛水容器及抽水装置,飞致污染严重区域进行低空悬停取样,能快速发现水质问题,减轻了人力劳动,节约了成本。同时对于藻类污染的地区,运用无人机遥感技术,在空中进行拍照,观察藻类的蔓延情况,以便做出合理的治理方案,对水藻密集地区进行打捞清除作业或是开闸放水的科学调度方案。无人机遥感技术的应用,在水质监测方面,利用遥感技术定期获取水域的遥感影像,有助于水质监理的精确化与高效化,提高了水质监理的信息化水平。

(2)水文的动态检测

随着时间的推移,许多河流水系及湖泊面积的相关资料过于陈旧,不能反映最新的水域变化情况,此时,利用无人机遥感技术实施动态监测,能够及时掌握水域边缘的变化情况,通过掌握水域的基础数据来进行进行水域数据的调查与统计,将出现变化的流域进行内业数据采集以及重新进行图形编辑,将其相关的信息上传至水域监理数据库及管理系统,达到信息共享,使用户了解最新的水域动态信息。无人机搭载的声呐探测设备进行水下地貌的扫描,使人们能更好的了解水下结构及地形。无人机还可以搭载流速流量计,无人机将携带的流速流量计深入到水面以下三米左右,即可以进行流速测量,经过几分钟的计量,地面人员就可以进行数据的查看。通过对水域动态监测和相关的水文信息,才能更好的进行水资源的开发利用。

(3)无人机遥感技术在防汛抗旱中的应用

在洪涝发生之后,使用无人机可以在远离洪涝灾区的地方进行起飞操作,确保了操作人员的安全,同时,无人机遥感技术克服了交通不便、自然环境恶劣的情况,通过空中飞行,能迅速飞往灾区,对受灾情况进行数据采集,并对灾区的动态变化进行实时监控,为救援人员提供灾区的地形地貌,以拟定快速的救援计划提供依据。提前对水文情况、水域情况、周边建筑情况及堤防进行监测,可以提前做好防汛抗旱的准备。

(4)水土保持检测

我国是水土流失比较严重的国家,进行水土保持监控,也是当前的情势所迫。主要监控对象为:气候条件、自然植被、地形地貌等,还有人为的工程建设产生的填取弃土造成的土质松散问题。利用无人机的遥感系统,可以对水土流失造成的成因、影响范围、强度及防治进行实时的动态监控,以减少水土流失情况的发生或者减少水土流失带来的损失。由于水土流失主要是受土壤的侵蚀程度影响的,需要对土壤的侵蚀定量进行计算,这就可以利用无人机遥感技术结合GIS技术进行存取、表达、计算、分析,利用科学的方法制定改善策略,加强水土流失的治理,提高水利管理工作准确性与实时性。

(5)水利工程建设

水利项目一般线路比较长,沿岸有居民区,地物比较复杂。无人机在协助水利项目测绘时,需要制定相应的航线,布设像控点进行拍摄,对水利工程区域的地形、地物情况进行采集后利用计算机软件制定数字高程模型、数字线规划图、数字正射影像图,为工程建设的施工方案提供参考。在水利工程的建设过程中,利用无人机遥感技术的高分辨数据及快速实施的特点,可以对工程实施的各个阶段进行全线航拍,实时掌握工地的施工情况,对施工进度进行有效控制。利用遥感影像及GPS系统可以对建设质量进行监测。也可以通过无人机航拍进行空中巡查,及时发现工程存在的安全隐患,确保工人的施工安全,使工程施工能有序进行,提高了施工效率,节约了项目管理的成本。同时由水利工程建设引起的沿岸生态变化、库位淤积、淹没范围等进行监测,对出现的问题及时作出调整解决。

(6)水利工程运行管理中的应用

有关部门应当给水利工程统一部署无人机,并培养专业的无人机遥感技术专业人才,确保遥感技术实施的可靠性,构建无人机遥感技术平台,使采集到的数据通过及时进行几何与辐射校正、拼接,进行数字处理快速建模进行分析使用。利用遥感技术对边坡挡墙、建筑物进行监控,对出现问题的地方及时进行加固处理,以免造成水利设施毁灭性的破坏,造成沿线居民的灾难。

结束语:

无人机遥感技术为水利工程建设提供了强大的数据依据,也为水利管理工作提供了参考依据,在我国水利管理上有巨大的应用前景。

参考文献:

[1]王建忠 无人机遥感技术在水利管理中的应用研究 【J】基层建设 2019-01

论文作者:蔡梓祺

论文发表刊物:《防护工程》2019年8期

论文发表时间:2019/7/29

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