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無人機(jī)怎樣融入到水利行業(yè)當(dāng)中去

2019-10-25
來源:互聯(lián)網(wǎng)

  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,如在水面收到嚴(yán)重污染或有大量漂浮物使無人船會受到阻礙和污染,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)測自動化、信息化和現(xiàn)代化的目的

  01、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)定性和操控性,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),飛行到湖中央上空后,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,能夠快速及時的發(fā)現(xiàn)湖水質(zhì)量問題。

  02、水域環(huán)境動態(tài)監(jiān)測

  利用無人機(jī)技術(shù),對水域?qū)嵤﹦討B(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,滿足社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和水域管理的需要。利用水域動態(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)時動態(tài)監(jiān)測。主要包括:區(qū)域地形地貌、自然植被、氣候條件等;工程項目挖填取棄土量,建設(shè)項目水土流失對周邊及下游環(huán)境造成的影響等。運(yùn)用傳統(tǒng)的方法需要大量的人力、物力和時間,而利用無人機(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)時性和準(zhǔn)確性。

  無人機(jī)因其機(jī)動靈活的起降方式、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,對水域內(nèi)水土保持及水土流失情況進(jìn)行統(tǒng)計,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)和計算,完成土壤侵蝕定量的計算。利用無人機(jī)獲取的遙感圖像,對水土流失情況、現(xiàn)狀及發(fā)生特點(diǎn)和趨勢,進(jìn)行科學(xué)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(shí)際效用

  水文檢測

  固定翼無人機(jī)飛行高度5500米,巡航時間一個小時,適用于大面積的航拍與巡視。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,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)時航拍監(jiān)控數(shù)據(jù)可以清晰分析水文數(shù)據(jù)的實(shí)時動態(tài)。

  01、水流流速檢測

  無人機(jī)可搭載流速流量計,進(jìn)行水體流速的測量。當(dāng)無人機(jī)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(jìn)行水流速度測量,且測量的數(shù)據(jù)均會存儲在流量流速計中,過幾分鐘后,帶數(shù)據(jù)測量穩(wěn)定,可將無人機(jī)飛回,地面人員通過存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行查看。

  02、幕后的TA們

  在無人機(jī)上搭載聲吶探測設(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靈活性,而且難以獲取云下圖像;衛(wèi)星遙感受制于時效性不強(qiáng)的影響,分辨率較低,對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,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)時對地或?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)不同時間段的監(jiān)測圖像進(jìn)行假彩色合成,能夠分析該時間段內(nèi)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(diǎn),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(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)。


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