水利工程中無人機的應用范文

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一、無人機在水利工程中的應用

（1）無人機在水利工程測繪中的應用。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的影響，分辨率較低，對于水利工程等需要重復測繪或監(jiān)測的工作，無法滿足要求。以無人機作為遙感飛行平臺，在機體上荷載數(shù)據(jù)遙感設備，利用遙感數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)作為技術支撐，融入“3S”技術，可以實時對地或對目標水域進行觀測及數(shù)據(jù)的快速處理。采用無人機技術的測繪遙感系統(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，為工程建設提供重要的信息。此外，利用無人機遙感圖像技術，根據(jù)水利工程區(qū)域內不同時間段的監(jiān)測圖像進行假彩色合成，能夠分析該時間段內水域的淹沒范圍，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，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)域內水位值及水位覆蓋面積，便于為工程提供科學參考依據(jù)。

（2）無人機技術在水利工程動態(tài)監(jiān)測及水域環(huán)境監(jiān)測中的應用。我國水資源豐富，水域河流眾多，眾多水利工程對國民經(jīng)濟發(fā)展和人民生命財產(chǎn)具有重大影響。利用無人機技術，對水域實施動態(tài)監(jiān)測，能夠查明范圍內水域的變化情況，通過掌握的水域基礎數(shù)據(jù)來建立水域調查、水域統(tǒng)計及其他管理制度，逐步實現(xiàn)水域管理的信息化，滿足社會經(jīng)濟發(fā)展和水域管理的需要。利用水域動態(tài)監(jiān)測結果，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)。

（3）無人機在水利工程水土保持作用中的應用。由于自然地理環(huán)境和社會經(jīng)濟條件的特殊性，我國水土流失較為嚴重，以成為目前最主要的環(huán)境問題。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，對水域內水土保持及水土流失情況進行統(tǒng)計，單純依靠人工處理，無法確保數(shù)據(jù)的準確性。可以利用無人機技術調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，結合遙感技術及常規(guī)方法，在GIS中存取、表達和計算，完成土壤侵蝕定量的計算。利用無人機獲取的遙感圖像，對水土流失情況、現(xiàn)狀及發(fā)生特點和趨勢，進行科學分析并及時制定針對性改善策略，加快水土流失治理，確保水利工程的實際效用。

二、無人機在水利工程中的航攝成圖

（1）外業(yè)像控點布設方案及測量。像片控制點測量采用區(qū)域網(wǎng)布設方案，在照片拍攝之前進行實地布標和航拍后明顯地物點相片刺點的方法。像控點分為平面控制點、高程控制點和平高點。根據(jù)各項目具體特點，水利工程內所有像控點皆為平高點，像控點一般布設在沿河道的兩旁公路邊或地面較平坦處，由于涉及到淹沒的問題，所以在較平坦的耕地集中處布置較多像控點；田間工程等區(qū)域平均布點。

（2）航空攝影。航線網(wǎng)布點將航向分段設置為多個平高點，確保航線首尾末端上下的控制點布設在通過主點并且垂直于方向線的直線上，確保上下點在同一立體相對內。根據(jù)攝影區(qū)域進行航線設計，確保測量區(qū)域之間存在重疊度，一般設置航向重疊為60~70%，旁向的重疊為30~40%。選擇無揚塵、云霧少、大氣透明度好、地表植被或其他覆蓋物對成圖影響較小的季節(jié)進行攝影，根據(jù)地形條件，選擇合理的攝影時間。

（3）立體測圖。在全數(shù)字攝影測量工作站上進行內業(yè)數(shù)據(jù)采集，像對定向元素直接由加密成果導入測圖工作站，利用已有的加密資料，恢復測區(qū)，每個模型在自動相對定向下重新相對定向，然后生成核線。數(shù)據(jù)采集以成圖的模型為單位進行，每一幅圖存放一個文件，文件名與圖幅編號一致，擴展名為xyz，然后經(jīng)轉換程序直接轉成cass數(shù)據(jù)。

三、結束語

無人機技術應用到水利工程中，遙感技術、信息技術、計算機技術、無線通信技術等先進科學技術的整合。通過無人機能夠對水利工程實施測繪、對水域實施動態(tài)監(jiān)測及環(huán)境監(jiān)測、有利于確保水利工程的重要作用，對水利工程具有重要意義。（本文來自于《中華民居》雜志。《中華民居》雜志簡介詳見.）

作者：李長平單位：云南省水利水電勘測設計研究院