无人机航测技术在水利领域的应用现状与发展方向分析.pdf
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1、深度分析张世安,徐坤,吴嫡捷无人机航测技术在水利领域的应用现状与发展方向分析J水利发展研究,2 0 2 3,2 3(6):3 7-42.ZHANG Shian,XU Kun,WU Dijie.Analysis of the application status and development direction of UAV aerial survey technology inwater sector J.Water Resources Development Research,2023,23(6):37-42.无人机航测技术在水利领域的应用现状与发展方向分析张世安,徐坤,吴嫡捷(1.黄河水
2、利委员会黄河水利科学研究院,河南郑州州450 0 0 3;2.潢川县水利局,河南信阳46 5150;3.黄河水利委员会河南黄河河务局,河南郑州450 0 0 3)摘要:文章通过探讨无人机航测技术在水利领域的应用现状、技术特点与优势、应用案例以及未来发展方向等,提出在水资源调查与监测、洪水风险评估与预警、水利工程施工监理与质量控制等方面,无人机航测技术都展现出了较大的应用潜力和优势。但同时也面临着技术标准不统一、数据精度不高、数据处理难度大等挑战。因此,建议加强相关技术研究和标准制定,加强数据质量监控与管理,以确保无人机航测技术在水利领域的有效应用和发展。关键词:无人机;航测;水利领域;应用现状
3、;发展方向doi:10.13928/ki.wrdr.2023.06.007中图分类号:TV221;P2 3 1Analysis of the application status and development direction of UAV aerial(1.Yellow River Institute of Hydraulic Research,Yellow River Conservancy Commission,Zhengzhou 450003,Henan,China;2.Huangchuan County Water Conservancy Bureau,Xinyang 46515
4、0,Henan,China;3.Henan Yellow River Bureau,Yellow River Conservancy Commission,Zhengzhou 450003,Henan,China)Abstract:This article explores the current application status,technological characteristics and advantages,applicationcases,and future development directions of UAV aerial survey technology in
5、water sector.It points out that UAV surveytechnology has shown great potential and advantages in water resources investigation and monitoring,flood risk assessmentand warning,and supervision and quality control of water projects,etc.However,it also faces challenges such as inconsis-tent technical st
6、andards,low data accuracy,and high difficulty in data processing.Therefore,it is recommended to收稿日期:2 0 2 3-0 3-0 4基金项目:中央级公益性科研院所基本科研业务费资助项目(HKY-JBYW-2021-6);水利技术示范项目(SF-202204)作者简介:张世安(1992 一),男,工程师,硕士,主要研究方向为湖库泥沙处理与资源利用、水力学及河流动力学等。通信作者:徐坤(198 3 一),男,高级工程师,学士,主要研究方向为水利工程建设管理、运行管理及维护方面等。开放科学(资源服务)标
7、识码(OSID):文献标识码:A文章编号:16 7 1-140 8(2 0 2 3)0 6-0 0 3 7-0 6survey technology in water sectorZHANG Shian,XUKun,WU Dijie37水利发展研究 第 2 3 卷 2 0 2 3 年第 6 期strengthen relevant technical research and standard formulation,and promote data quality monitoring and management toensure the effective application and
8、 development of UAV aerial survey technology in water sector.Keywords:UAV;aerial survey;water sector;application status;development direction随着科技的不断发展和进步,无人机技术在各个领域得到了广泛的应用,其中无人机航测技术因其工作高效、精度高的特点受到了水利领域的重视和广泛应用。无人机航测技术在水利领域的应用和发展对于提高水利工作效率和质量,促进水利领域的科学发展和社会进步,具有重要的现实意义和理论价值。1无人机航测在水利领域的应用现状无人机航测技术是指
9、利用无人机进行测量和数据采集,通过航拍技术获取地面或空中目标的图像、视频、数据等信息,并对其进行处理、分析和应用的技术,目前已广泛应用于水利、农业、林业、测绘、城市规划、地质勘查、环境监测等领域。1.17水资源调查和监测水资源是人类生存和发展的基本条件之一,水利部门需要进行定期的水资源调查和监测工作。传统的水资源调查和监测方法需要耗费大量的人力、物力和时间,而且往往存在数据不准确、覆盖范围有限等问题。无人机航测技术可以快速、准确地获取大面积的水资源数据,提高水资源调查和监测的效率和准确性2 。通过搭载不同的传感器和设备,如高分辨率相机、多光谱相机、激光雷达等,无人机可以获取地表和水面上各种参数
10、和指标的信息,如地形、地貌、水质、水温、水深等,为水利部门提供准确的数据支持。1.2洪水风险评估和预警洪水是世界各国面临的重要自然灾害之一,严重影响人民的生命和财产安全。传统的洪水风险评估和预警方法需要耗费大量的人力、物力和时间,而且往往存在数据不准确、覆盖范围有限等问题。无人机航测技术可以快速、准确地获取洪水相关信息,如水位、涝情、河道、堤防等,提供准确的数据支持和预警信息3 。通过搭载多光谱相机和激光雷达等设备,无人机可以获取地表和水面上各种参数和指标的信息,如土壤湿度、植被覆盖度、地形38变化等,为洪水风险评估和预警提供重要的技术手段。1.3水利工程监测和管理水利工程是水利部门的核心业务
11、,需要进行定期监测和管理工作。传统的水利工程监测和管理方法需要耗费大量的人力、物力和时间,而且往往存在数据不准确、覆盖范围有限等问题。无人机航测技术可以快速、准确地获取水利工程相关信息,如水坝、堤防、渠道、水闸等的变化情况,提供准确的数据支持和管理信息4。通过搭载高分辨率相机和激光雷达等设备,无人机可以获取水利工程的三维模型和数字地图等信息,为水利工程的设计和施工提供重要的技术手段。1.4水生态保护和修复水生态保护和修复是当今社会的重要任务之一51,需要进行定期的监测和管理工作。传统的水生态监测和管理方法需要耗费大量的人力、物力和时间,而且往往存在数据不准确、覆盖范围有限等问题。无人机航测技术
12、可以快速、准确地获取水生态相关信息,如湿地、河流、湖泊等的生态状况,提供准确的数据支持和管理信息。通过搭载多光谱相机和激光雷达等设备,无人机可以获取水生态的各种参数和指标的信息,如水深、水质、植被分布等,为水生态保护和修复提供重要的技术手段】1.5水文气象监测和预报水文气象是水利部门的重要业务之一,需要进行定期的监测和预报工作。传统的水文气象监测和预报方法需要耗费大量的人力、物力和时间,而且往往存在数据不准确、覆盖范围有限等问题。无人机航测技术可以快速、准确地获取水文气象相关信息,如水位、降雨量、气温等的变化情况,提供准确的数据支持和预报信息7 。通过搭载多光谱相机和激光雷达等设备,无人机可以
13、获取水文气象的各种参数和指标的信息,为水文气象的监测和预报提供重要的技术手段。综上所述,无人机航测技术在水利领域的应用前景广阔,可以为水利部门提供快速、准确、全面深度分析的数据支持和信息管理,有利于提高水利工程的设修复提供科学依据和技术支持19。计和施工效率,提升水生态保护和修复水平,改善(3)改善水资源的利用和管理。无人机航测技水资源的利用和管理,提高水文气象的监测和预报术可以获取大量的水资源相关的遥感数据,如地表精度,从而推动水利事业的发展和进步。水、地下水、水库蓄水情况等,为水资源的利用和管理提供精准数据支持和科学依据1。2无人机航测在水利领域的技术特点与优势(4)提高洪水防御和应急救援
14、能力。无人机航2.1天无人机航测技术特点分析无人机航测技术是指利用无人机进行航空摄影测量,采集大量的高精度、高分辨率的遥感数据,并利用数字图像处理和三维重建技术生成各种空间数据和信息产品的技术,其特点主要包括以下几个方面。(1)灵活性高。无人机航测技术可以根据不同的任务需求和环境要求,选择不同的机型、传感器和航行方案,灵活性高,适应性强。(2)高精度高分辨率。无人机航测技术可以搭载高精度、高分辨率的遥感传感器,能够获取更为准确和详细的遥感数据,提高数据的质量和可信度。(3)高效性。无人机航测技术可以进行快速、高效的遥感数据采集和处理,可以实现大规模、高密度、高频次的遥感数据获取,提高工作效率和
15、生产效益。(4)安全性。无人机航测技术可以避免人员在危险环境中进行测量和调查,降低人员的伤亡风险,提高安全性。(5)环保性。无人机航测技术不需要进行大量的土地开垦和设备安装,避免了对自然资源的破坏和污染,有利于环境保护。2.2无人机航测在水利领域的优势探究无人机航测技术在水利领域的优势非常明显,可以为水利工作提供更为精准、高效、安全、环保的数据支持和技术保障,具有广阔的应用前景和发展空间,主要表现在以下几个方面。(1)为水利工程设计和施工提供精准数据支持。无人机航测技术可以提供高精度、高分辨率的遥感数据,能够获取更为准确和详细的地形、地貌、水文、气象等信息,为水利工程的设计和施工提供精准数据支
16、持“。(2)提高水生态保护和修复水平。无人机航测技术可以进行水生态遥感监测和评估,及时发现水体污染、水生态系统破坏等问题,为水生态保护和测技术可以进行洪水遥感监测和预警,及时发现洪水隐患和灾情,为洪水防御和应急救援提供数据支持和技术保障。(5)降低水利工作风险和成本。无人机航测技术可以避免人员在危险环境中进行测量和调查,降低人员的伤亡风险,同时也能降低测绘成本和人力成本,提高工作效率和生产效益12 3无人机航测在水利领域的应用分析3.1水资源调查与监测无人机航测技术在水资源调查和监测中的应用已经得到广泛应用。利用无人机航拍技术,可以获取高分辨率的水体遥感图像,有效地解决了传统航空遥感技术获取数
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