“水是生命之源”，我國(guó)河流眾多，水資源豐富，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展與人民財(cái)產(chǎn)安全影響重大。同時(shí)也是世界上水土流失比較嚴(yán)重的國(guó)家之一，進(jìn)行水土保持監(jiān)測(cè)和普查是一項(xiàng)十分艱巨而重要的基礎(chǔ)性工作。展望新世紀(jì)，水利事業(yè)面臨新形勢(shì)、新任務(wù)，肩負(fù)重大的歷史責(zé)任。洪澇災(zāi)害、干旱缺水、水環(huán)境污染三大水問(wèn)題已經(jīng)嚴(yán)重制約著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展。要解決好新世紀(jì)水的問(wèn)題，就必須調(diào)整治水思路，轉(zhuǎn)變治水方針，從工程水利向資源水利轉(zhuǎn)變，從傳統(tǒng)水利向現(xiàn)代水利、可持續(xù)發(fā)展水利轉(zhuǎn)變。在這個(gè)歷史轉(zhuǎn)變過(guò)程中，要把水利信息化放在優(yōu)先的位置。
進(jìn)入21世紀(jì)，隨著經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展進(jìn)一步加速，傳統(tǒng)的缺水、水污染問(wèn)題更為突出，洪澇災(zāi)害、水土流失也依然是主要威脅，對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展與未來(lái)生態(tài)環(huán)境的不利影響日益加劇。在國(guó)家不斷加強(qiáng)環(huán)保力度，高度重視治水工作的大勢(shì)下，利用不斷發(fā)展的新科技來(lái)推動(dòng)水利工作數(shù)字化發(fā)展正成為主流。
信息是水文決策的基礎(chǔ)，是正確分析和判斷水文形勢(shì)、科學(xué)地制定水文發(fā)展方案的依據(jù)。由于無(wú)人機(jī)低空遙感的高機(jī)動(dòng)性、高分辨率等特點(diǎn)，使其在水文行業(yè)中的應(yīng)用有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，在洪澇災(zāi)害、干旱缺水、水環(huán)境污染、河道擁堵等相關(guān)領(lǐng)域上，無(wú)人機(jī)低空遙感都能發(fā)揮其巨大的作用。
無(wú)人機(jī)與水域監(jiān)測(cè)
近年來(lái)，無(wú)人機(jī)作為高科技產(chǎn)品，無(wú)論是在消費(fèi)級(jí)還是工業(yè)級(jí)都獲得了市場(chǎng)的認(rèn)可。目前，無(wú)人機(jī)已經(jīng)在航拍、測(cè)繪、公安、植保、監(jiān)測(cè)等多個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中發(fā)揮出巨大的優(yōu)勢(shì)，而且還在不斷拓展應(yīng)用范圍。
之前，衛(wèi)星遙感技術(shù)很容易受到惡劣天氣的制約，難以對(duì)水源污染等情況做到實(shí)時(shí)和快速監(jiān)測(cè)。而無(wú)人機(jī)由于具備續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)、影像實(shí)時(shí)傳輸、高危地區(qū)探測(cè)、成本低、高分辨率、機(jī)動(dòng)靈活等多重優(yōu)點(diǎn)，在水質(zhì)監(jiān)測(cè)、水污染監(jiān)察等多個(gè)涉水領(lǐng)域的應(yīng)用也愈加成熟，成為了我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)工作中的得力助手。
在過(guò)去的幾年中，隨著無(wú)人機(jī)專(zhuān)業(yè)化發(fā)展提速，不少政府單位都已經(jīng)引入無(wú)人機(jī)搭載傳感器來(lái)對(duì)水文環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)。揚(yáng)州市環(huán)境監(jiān)測(cè)站曾用四架無(wú)人機(jī)進(jìn)行試飛試驗(yàn)，從而嘗試對(duì)南水北調(diào)東線(xiàn)的水質(zhì)安全進(jìn)行監(jiān)測(cè)；溫州醫(yī)科大學(xué)水質(zhì)監(jiān)測(cè)隊(duì)也利用無(wú)人機(jī)協(xié)助對(duì)三垟濕地的水質(zhì)、浮游生物、大型水生動(dòng)植物進(jìn)行調(diào)查采樣，助力三垟濕地生態(tài)修復(fù)治水目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
無(wú)人機(jī)具體優(yōu)勢(shì)
眼下，在水文監(jiān)測(cè)中，無(wú)人機(jī)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛、深入，成效也越發(fā)顯著，其優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)漸趨明晰。
及時(shí)性。當(dāng)發(fā)生應(yīng)急事件時(shí)，例如大范圍水污染、水質(zhì)變化等情況，無(wú)人機(jī)可以及時(shí)出動(dòng)，立刻對(duì)監(jiān)測(cè)任務(wù)區(qū)進(jìn)行大范圍實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。同時(shí)，監(jiān)測(cè)結(jié)果能夠快速傳遞回后臺(tái)，通過(guò)技術(shù)處理生成圖像數(shù)據(jù)等信息，為決策提供參考。
宏觀(guān)性。無(wú)人機(jī)通過(guò)調(diào)整航高來(lái)選擇進(jìn)行高空大面積監(jiān)測(cè)或是低空小范圍監(jiān)測(cè)，也可以通過(guò)多架次形式同時(shí)對(duì)上萬(wàn)平方公里區(qū)域進(jìn)行監(jiān)測(cè)。通過(guò)全面展示監(jiān)測(cè)區(qū)環(huán)境狀況，提供不同條件下的數(shù)據(jù)，可以?xún)?yōu)化監(jiān)測(cè)結(jié)果，提升監(jiān)測(cè)信息的宏觀(guān)性，為相關(guān)部門(mén)決策提供幫助。
直觀(guān)性。由于無(wú)人機(jī)可以在空中對(duì)水文情況進(jìn)行快速、全面的拍攝，其提供的高清晰圖像等信息可以相對(duì)直觀(guān)、充分地展示出水環(huán)境的一系列情況，例如水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化、水華、有機(jī)污染程度及清澈透明程度、排污口排水污染程度等，從而為事件處置或是水文研究提供支撐。
成本低。由于兼具衛(wèi)星影像的價(jià)格和航空影像的快速采集優(yōu)勢(shì)，無(wú)人機(jī)采用高性能自動(dòng)處理技術(shù)，可完成數(shù)據(jù)的預(yù)處理、精加工及鑲嵌及高程數(shù)據(jù)生成，整體數(shù)據(jù)費(fèi)用不高，使用成本也相對(duì)較低。
無(wú)人機(jī)具體應(yīng)用領(lǐng)域
洪澇災(zāi)害巡查。洪澇災(zāi)害發(fā)生后，可利用無(wú)人機(jī)從空中對(duì)受災(zāi)區(qū)域進(jìn)行及時(shí)巡查，了解當(dāng)?shù)氐牡匦巍⒌孛?、水?kù)、堤防險(xiǎn)工險(xiǎn)段實(shí)時(shí)情形。當(dāng)遇到險(xiǎn)情時(shí)，無(wú)人機(jī)也可以克服地形限制等不利因素，快速抵達(dá)受災(zāi)區(qū)域，并實(shí)時(shí)傳遞現(xiàn)場(chǎng)信息，監(jiān)視險(xiǎn)情發(fā)展，為防汛決策提供準(zhǔn)確的信息。
水資源調(diào)查。傳統(tǒng)的水資源調(diào)查多以人工的方式進(jìn)行，既耗費(fèi)時(shí)間、又無(wú)法精確地執(zhí)行相關(guān)任務(wù)。而無(wú)人機(jī)可以對(duì)監(jiān)測(cè)目標(biāo)進(jìn)行快速航拍、巡查，通過(guò)大范圍、全面搜集信息，提供水利資源調(diào)查數(shù)據(jù)。
河流水文監(jiān)測(cè)。無(wú)人機(jī)可以對(duì)相關(guān)河流進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，特別是一些環(huán)境比較惡劣的區(qū)域，相對(duì)于人工，無(wú)人機(jī)可以更加自如、安全地完成監(jiān)測(cè)任務(wù)。而且，由于無(wú)人機(jī)擁有快速巡查的優(yōu)勢(shì)，往往能夠及時(shí)掌握水文情況，特別是出現(xiàn)大面積的河流污染等嚴(yán)重事件時(shí)。
用于堰塞湖等應(yīng)急監(jiān)測(cè)。按照歷史經(jīng)驗(yàn)來(lái)說(shuō)，堰塞湖大多發(fā)生在交通困難、地理位置較為偏僻的地區(qū)，給人工監(jiān)測(cè)帶來(lái)了諸多挑戰(zhàn)。而無(wú)人機(jī)機(jī)動(dòng)靈活，可對(duì)相關(guān)險(xiǎn)情的分布狀況與動(dòng)態(tài)變化等情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，為展開(kāi)救援、消除隱患提供準(zhǔn)確的信息，為科學(xué)決策提供依據(jù)。
冰凌應(yīng)急監(jiān)測(cè)。目前，我國(guó)排除凌汛的方法主要是利用空軍轟炸機(jī)，用重型炸彈對(duì)黃河凌汛地段阻塞河道的冰壩進(jìn)行破除。由于轟炸后的河段冰層大面積破裂，河道水流迅速加快，利用人工上冰探查炸彈落點(diǎn)十分危險(xiǎn)。無(wú)人機(jī)對(duì)河道冰凌航拍，具有穩(wěn)定性好、起降靈活、安全性高、實(shí)效性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，同時(shí)利用無(wú)人機(jī)遙感影像進(jìn)行凌汛險(xiǎn)情調(diào)查與堤防病害識(shí)別，具有人力成本低，時(shí)間快，復(fù)查周期短，可以迅速發(fā)現(xiàn)或更新凌汛險(xiǎn)情及堤防病害的發(fā)生、發(fā)展和變化情況等優(yōu)點(diǎn)。
未來(lái)，隨著無(wú)人機(jī)在傳感器、精度、續(xù)航等方面的技術(shù)水平持續(xù)突破，在水文環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域?qū)⒂型l(fā)揮越來(lái)越重要的作用，從而為我國(guó)水災(zāi)害防治、水資源保護(hù)和合理開(kāi)發(fā)應(yīng)用提供關(guān)鍵支撐。
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