《水利工程智慧感知與測(cè)量技術(shù)》課件-31.無(wú)人機(jī)水利應(yīng)用案例

水利工程智慧感知與測(cè)量技術(shù)從水政執(zhí)法到水土保持，從水文監(jiān)測(cè)再到水利工程建設(shè)，無(wú)人機(jī)的應(yīng)用無(wú)處不在。它們能夠在復(fù)雜的地理環(huán)境中輕松獲取高精度數(shù)據(jù)，為水利決策提供科學(xué)依據(jù)；它們能夠在災(zāi)害發(fā)生時(shí)迅速響應(yīng)，為應(yīng)急救援爭(zhēng)取寶貴時(shí)間。今天，就讓我們一同走進(jìn)無(wú)人機(jī)水利應(yīng)用的精彩世界，通過(guò)實(shí)際案例，深入探究無(wú)人機(jī)如何助力水利工作，實(shí)現(xiàn)高效、精準(zhǔn)、智能的跨越。無(wú)人機(jī)水利應(yīng)用案例01水政執(zhí)法02水土保持03水文監(jiān)測(cè)04水利工程建設(shè)水政執(zhí)法

PART01水政執(zhí)法河湖巡查：河道線長(zhǎng)面廣、人力不足、違法行為隱蔽、整改核查效率低、傳統(tǒng)常態(tài)化河道巡查依靠步行或船只巡查，耗時(shí)費(fèi)力且易遺漏盲區(qū)。排污取證：排污口位置隱蔽、難以捕捉排污動(dòng)態(tài)。違建查處：違規(guī)建筑威脅防洪安全、人工測(cè)量面積、土方量效率低。非法采砂：執(zhí)法人員難以實(shí)時(shí)監(jiān)控，證據(jù)易銷毀。應(yīng)用背景河湖巡查排污取證無(wú)人機(jī)航拍違建無(wú)人機(jī)航拍非法采砂水政執(zhí)法規(guī)劃自動(dòng)執(zhí)行航線任務(wù)自動(dòng)數(shù)據(jù)采集后臺(tái)生成數(shù)字底圖后續(xù)巡察對(duì)比技術(shù)流程水政執(zhí)法應(yīng)用典型案例2023年以來(lái)，廈門(mén)市水政水保監(jiān)察支隊(duì)組建無(wú)人機(jī)執(zhí)法小組，運(yùn)用無(wú)人機(jī)開(kāi)展執(zhí)法檢查。在東西溪流域水環(huán)境質(zhì)量提升水利專項(xiàng)執(zhí)法工作中，由于東西溪流域全長(zhǎng)34公里，流域面積491.48平方公里，線長(zhǎng)面廣地形復(fù)雜，特別是上游支流山高林密，很多地方執(zhí)法人員無(wú)法進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)檢查。支隊(duì)無(wú)人機(jī)小組針對(duì)6個(gè)國(guó)省控點(diǎn)的上下游左右岸以及小支流開(kāi)展執(zhí)法檢查，通過(guò)航拍定點(diǎn)，結(jié)合人工研判，共發(fā)現(xiàn)疑似問(wèn)題120余處，提升了專項(xiàng)行動(dòng)的執(zhí)法效能。水土保持

PART02水土保持核心技術(shù)流程圖斑復(fù)核：地形復(fù)雜區(qū)域，人力很難采集數(shù)據(jù)，通過(guò)無(wú)人機(jī)快速抵達(dá)圖斑點(diǎn)位，高效采集影像數(shù)據(jù)，進(jìn)行圖斑復(fù)核。航測(cè)調(diào)查：生成二維正射模型，基于模型成果提取農(nóng)田、

村莊、

山體等關(guān)鍵地理信息，進(jìn)行水土保持相關(guān)數(shù)據(jù)分析，極大的提升水保調(diào)查工作效率。水土保持應(yīng)用典型案例以禮泉縣某村建設(shè)工程水土保持監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)測(cè)量為例，采用無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)研究區(qū)域水土保持監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)變化情況，得出結(jié)論研究區(qū)域內(nèi)水土流失以輕度侵蝕和微度侵蝕為主，當(dāng)制定區(qū)域內(nèi)的水土流失治理與生態(tài)恢復(fù)治理方案時(shí)，可以重點(diǎn)考慮這2種等級(jí)的侵蝕治理:水土流失面積主要集中在坡度角度較小的范圍內(nèi)，水土流失治理時(shí)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注地形坡度小于30°時(shí)的水土侵蝕治理，而當(dāng)坡度角度大于75°時(shí)，水土流失的面積較小。無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量相控布置工況檢查點(diǎn)點(diǎn)位誤差不同水土侵蝕程度的水土面積占總面積的百分比水文監(jiān)測(cè)

PART03水文監(jiān)測(cè)無(wú)人機(jī)：掛載雷達(dá)流速儀。自穩(wěn)定云臺(tái)：調(diào)整雷達(dá)流速儀的姿態(tài)。雷達(dá)流速儀：利用多普勒效應(yīng)，測(cè)流水體表面的流速。電臺(tái)通信系統(tǒng)：傳輸無(wú)人機(jī)控制指令和相關(guān)掛載設(shè)備的信息。地面控制系統(tǒng)：用于發(fā)送指令和接收無(wú)人機(jī)等裝置的相關(guān)數(shù)據(jù)。供電系統(tǒng)：給地面控制系統(tǒng)供電。測(cè)流系統(tǒng)水文監(jiān)測(cè)應(yīng)用典型案例自2017年起，銅仁水文水資源局逐步開(kāi)展了水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)無(wú)人機(jī)的使用與探索，以實(shí)現(xiàn)在突發(fā)水情時(shí),完成非接觸式流速測(cè)量。2022年5月10日早上7點(diǎn)，無(wú)人機(jī)專項(xiàng)工作組準(zhǔn)時(shí)到達(dá)茅溪水文站，此時(shí)洪水漲幅3.03米，天空下著細(xì)雨，小組成員分工合作，同時(shí)運(yùn)用水文纜道與無(wú)人機(jī)開(kāi)展測(cè)流工作，與時(shí)間賽跑，捕捉洪峰搶測(cè)寶貴數(shù)據(jù)。無(wú)人機(jī)航線規(guī)劃圖無(wú)人機(jī)操作平臺(tái)河道斷面圖水利工程建設(shè)

PART04水利工程建設(shè)施工場(chǎng)地勘察與規(guī)劃地形地貌測(cè)繪利用無(wú)人機(jī)搭載的高分辨率相機(jī)或激光雷達(dá)，快速獲取施工區(qū)域的地形地貌數(shù)據(jù)，生成高精度的三維地形圖，為施工規(guī)劃和設(shè)計(jì)提供準(zhǔn)確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。水文地質(zhì)調(diào)查無(wú)人機(jī)可搭載多種傳感器，如多光譜相機(jī)、紅外相機(jī)等對(duì)施工區(qū)域的水文地質(zhì)條件進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，為施工設(shè)計(jì)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供依據(jù)。施工場(chǎng)地規(guī)劃基于無(wú)人機(jī)獲取的地形地貌和水文地質(zhì)數(shù)據(jù)，利用專業(yè)軟件進(jìn)行施工場(chǎng)地規(guī)劃，包括土方開(kāi)挖、填筑、道路布置等貿(mào)提高施工效率和安全性。水利工程建設(shè)施工進(jìn)度監(jiān)控與質(zhì)量控制無(wú)人機(jī)可搭載高清相機(jī)或紅外熱像儀等設(shè)備，對(duì)施工完成的部位進(jìn)行質(zhì)量檢查，如混凝土表面裂縫、滲漏等缺陷的識(shí)別與定位，為質(zhì)量評(píng)估和整改提供依據(jù)。無(wú)人機(jī)可定期對(duì)施工區(qū)域進(jìn)行航拍，獲取實(shí)時(shí)的施工進(jìn)度影像數(shù)據(jù)，通過(guò)與施工計(jì)劃進(jìn)行對(duì)比分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)進(jìn)度偏差并采取相應(yīng)措施。利用無(wú)人機(jī)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的材料運(yùn)輸進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，確保材料按照計(jì)劃及時(shí)送達(dá)指定位置提高施工效率和成本控制，施工進(jìn)度監(jiān)控施工質(zhì)量檢查施工材料運(yùn)輸監(jiān)控水利工程建設(shè)施工安全與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估無(wú)人機(jī)可對(duì)施工區(qū)域進(jìn)行全方位的航拍，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患如邊坡失穩(wěn)、臨時(shí)設(shè)施破損等，為及時(shí)采取安全措施提供依據(jù)。安全隱患排查在發(fā)生安全事故或緊急情況時(shí)，無(wú)人機(jī)可快速響應(yīng)并獲取現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)影像數(shù)據(jù)，為應(yīng)急指揮和救援提供準(zhǔn)確的信息支持。應(yīng)急響應(yīng)與救援基于無(wú)人機(jī)獲取的數(shù)據(jù)和施工經(jīng)驗(yàn)，可對(duì)施工過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估和預(yù)警，如洪水、滑坡等自然災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)和防范措施制定。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與預(yù)警水利工程建設(shè)工程設(shè)施巡檢與維護(hù)利用無(wú)人機(jī)搭載高清攝像頭和多傳感器設(shè)備，對(duì)水利工程設(shè)施進(jìn)行定期或不定期的空中巡檢，獲取設(shè)施的高清圖像和數(shù)據(jù)。無(wú)人機(jī)巡檢無(wú)人機(jī)可搭載相應(yīng)的工具和設(shè)備，輔助進(jìn)行水利工程設(shè)施的維護(hù)作業(yè)，如噴涂防腐材料、緊固螺栓等。維護(hù)作業(yè)輔助通過(guò)分析無(wú)人機(jī)采集的圖像和數(shù)據(jù)，對(duì)水利工程設(shè)施進(jìn)行故障診斷和定位，為后續(xù)的維護(hù)提供準(zhǔn)確的信息。故障診斷與定位水利工程建設(shè)應(yīng)用典型案例-大壩壩體建設(shè)更新通過(guò)大疆司空2設(shè)定航線任務(wù)（大壩航線執(zhí)行任務(wù)，每?jī)商煲淮危形?2:40進(jìn)行大壩正射任務(wù)拍攝），大疆機(jī)場(chǎng)會(huì)對(duì)整個(gè)壩區(qū)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，通過(guò)大疆智圖軟件生成大壩的實(shí)景二維模型，隨時(shí)查看工程進(jìn)度建設(shè)和保留大壩數(shù)字化數(shù)據(jù)底庫(kù)。同時(shí)精準(zhǔn)復(fù)拍航線、可對(duì)重點(diǎn)區(qū)域利用變焦相機(jī)進(jìn)行精細(xì)復(fù)拍，無(wú)需數(shù)據(jù)處理，直觀展現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)情況。大壩20年一次加固項(xiàng)目，這次對(duì)壩體的加固加寬，利用大疆無(wú)人機(jī)機(jī)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)2天一個(gè)架次廣角相機(jī)的正射模型建模便于后期查看大壩施工監(jiān)督和數(shù)據(jù)保留。壩體正射影像更新對(duì)比水利工程建設(shè)應(yīng)用典型案例-水庫(kù)巡檢在2022年11月至今，該機(jī)場(chǎng)已經(jīng)累計(jì)工作了1個(gè)月，執(zhí)行超過(guò)300架次的任務(wù)，總計(jì)工作時(shí)間超過(guò)4000分鐘，期間可靠率達(dá)到了99.99%。利用大疆機(jī)場(chǎng)+M30T無(wú)人機(jī)遠(yuǎn)程操控，沿著水庫(kù)壩體規(guī)劃自動(dòng)化航線，進(jìn)行壩體精細(xì)化巡檢，發(fā)現(xiàn)水庫(kù)壩體表面風(fēng)化、腐蝕的情況，然后及時(shí)進(jìn)行除險(xiǎn)加固，確保水庫(kù)安全長(zhǎng)效運(yùn)行；沿著