《水利工程智慧感知與測量技術》課件-31.無人機水利應用案例

水利工程智慧感知與測量技術從水政執法到水土保持，從水文監測再到水利工程建設，無人機的應用無處不在。它們能夠在復雜的地理環境中輕松獲取高精度數據，為水利決策提供科學依據；它們能夠在災害發生時迅速響應，為應急救援爭取寶貴時間。今天，就讓我們一同走進無人機水利應用的精彩世界，通過實際案例，深入探究無人機如何助力水利工作，實現高效、精準、智能的跨越。無人機水利應用案例01水政執法02水土保持03水文監測04水利工程建設水政執法

PART01水政執法河湖巡查：河道線長面廣、人力不足、違法行為隱蔽、整改核查效率低、傳統常態化河道巡查依靠步行或船只巡查，耗時費力且易遺漏盲區。排污取證：排污口位置隱蔽、難以捕捉排污動態。違建查處：違規建筑威脅防洪安全、人工測量面積、土方量效率低。非法采砂：執法人員難以實時監控，證據易銷毀。應用背景河湖巡查排污取證無人機航拍違建無人機航拍非法采砂水政執法規劃自動執行航線任務自動數據采集后臺生成數字底圖后續巡察對比技術流程水政執法應用典型案例2023年以來，廈門市水政水保監察支隊組建無人機執法小組，運用無人機開展執法檢查。在東西溪流域水環境質量提升水利專項執法工作中，由于東西溪流域全長34公里，流域面積491.48平方公里，線長面廣地形復雜，特別是上游支流山高林密，很多地方執法人員無法進入現場檢查。支隊無人機小組針對6個國省控點的上下游左右岸以及小支流開展執法檢查，通過航拍定點，結合人工研判，共發現疑似問題120余處，提升了專項行動的執法效能。水土保持

PART02水土保持核心技術流程圖斑復核：地形復雜區域，人力很難采集數據，通過無人機快速抵達圖斑點位，高效采集影像數據，進行圖斑復核。航測調查：生成二維正射模型，基于模型成果提取農田、

村莊、

山體等關鍵地理信息，進行水土保持相關數據分析，極大的提升水保調查工作效率。水土保持應用典型案例以禮泉縣某村建設工程水土保持監測數據測量為例，采用無人機遙感技術研究區域水土保持監測數據變化情況，得出結論研究區域內水土流失以輕度侵蝕和微度侵蝕為主，當制定區域內的水土流失治理與生態恢復治理方案時，可以重點考慮這2種等級的侵蝕治理:水土流失面積主要集中在坡度角度較小的范圍內，水土流失治理時應重點關注地形坡度小于30°時的水土侵蝕治理，而當坡度角度大于75°時，水土流失的面積較小。無人機傾斜攝影測量相控布置工況檢查點點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測

PART03水文監測無人機：掛載雷達流速儀。自穩定云臺：調整雷達流速儀的姿態。雷達流速儀：利用多普勒效應，測流水體表面的流速。電臺通信系統：傳輸無人機控制指令和相關掛載設備的信息。地面控制系統：用于發送指令和接收無人機等裝置的相關數據。供電系統：給地面控制系統供電。測流系統水文監測應用典型案例自2017年起，銅仁水文水資源局逐步開展了水文應急監測無人機的使用與探索，以實現在突發水情時,完成非接觸式流速測量。2022年5月10日早上7點，無人機專項工作組準時到達茅溪水文站，此時洪水漲幅3.03米，天空下著細雨，小組成員分工合作，同時運用水文纜道與無人機開展測流工作，與時間賽跑，捕捉洪峰搶測寶貴數據。無人機航線規劃圖無人機操作平臺河道斷面圖水利工程建設

PART04水利工程建設施工場地勘察與規劃地形地貌測繪利用無人機搭載的高分辨率相機或激光雷達，快速獲取施工區域的地形地貌數據，生成高精度的三維地形圖，為施工規劃和設計提供準確的基礎數據。水文地質調查無人機可搭載多種傳感器，如多光譜相機、紅外相機等對施工區域的水文地質條件進行詳細調查，為施工設計和風險評估提供依據。施工場地規劃基于無人機獲取的地形地貌和水文地質數據，利用專業軟件進行施工場地規劃，包括土方開挖、填筑、道路布置等貿提高施工效率和安全性。水利工程建設施工進度監控與質量控制無人機可搭載高清相機或紅外熱像儀等設備，對施工完成的部位進行質量檢查，如混凝土表面裂縫、滲漏等缺陷的識別與定位，為質量評估和整改提供依據。無人機可定期對施工區域進行航拍，獲取實時的施工進度影像數據，通過與施工計劃進行對比分析，及時發現進度偏差并采取相應措施。利用無人機對施工現場的材料運輸進行實時監控，確保材料按照計劃及時送達指定位置提高施工效率和成本控制，施工進度監控施工質量檢查施工材料運輸監控水利工程建設施工安全與風險評估無人機可對施工區域進行全方位的航拍，及時發現潛在的安全隱患如邊坡失穩、臨時設施破損等，為及時采取安全措施提供依據。安全隱患排查在發生安全事故或緊急情況時，無人機可快速響應并獲取現場實時影像數據，為應急指揮和救援提供準確的信息支持。應急響應與救援基于無人機獲取的數據和施工經驗，可對施工過程中的風險進行評估和預警，如洪水、滑坡等自然災害的風險預測和防范措施制定。風險評估與預警水利工程建設工程設施巡檢與維護利用無人機搭載高清攝像頭和多傳感器設備，對水利工程設施進行定期或不定期的空中巡檢，獲取設施的高清圖像和數據。無人機巡檢無人機可搭載相應的工具和設備，輔助進行水利工程設施的維護作業，如噴涂防腐材料、緊固螺栓等。維護作業輔助通過分析無人機采集的圖像和數據，對水利工程設施進行故障診斷和定位，為后續的維護提供準確的信息。故障診斷與定位水利工程建設應用典型案例-大壩壩體建設更新通過大疆司空2設定航線任務（大壩航線執行任務，每兩天一次，中午12:40進行大壩正射任務拍攝），大疆機場會對整個壩區進行數據采集，通過大疆智圖軟件生成大壩的實景二維模型，隨時查看工程進度建設和保留大壩數字化數據底庫。同時精準復拍航線、可對重點區域利用變焦相機進行精細復拍，無需數據處理，直觀展現現場情況。大壩20年一次加固項目，這次對壩體的加固加寬，利用大疆無人機機場實現2天一個架次廣角相機的正射模型建模便于后期查看大壩施工監督和數據保留。壩體正射影像更新對比水利工程建設應用典型案例-水庫巡檢在2022年11月至今，該機場已經累計工作了1個月，執行超過300架次的任務，總計工作時間超過4000分鐘，期間可靠率達到了99.99%。利用大疆機場+M30T無人機遠程操控，沿著水庫壩體規劃自動化航線，進行壩體精細化巡檢，發現水庫壩體表面風化、腐蝕的情況，然后及時進行除險加固，確保水庫安全長效運行；沿著