“空中哨兵”防汛期屢立奇功：無人機助力智慧水利

“七下八上”防汛關鍵期，我國多地出現(xiàn)極端降雨，引發(fā)洪澇和地質(zhì)災害，甚至人員傷亡。多條戰(zhàn)線聞“汛”而動，全力參與防汛救災！空中，頻頻出現(xiàn)它的身影：一架“小飛機”，如何發(fā)揮防汛抗洪的“大作用”？

現(xiàn)今，高效精準的智慧水利，離不開高科技賦能，其中就有“無人機遙感技術”的應用！除了助力防汛抗洪，它還有多項本領，下面，科科帶你一起去了解小小“空中哨兵”的大大能量。

無人機遙感技術

《“十四五”智慧水利建設規(guī)劃》指出，數(shù)字化場景作為算據(jù)的重要組成部分，是構(gòu)建數(shù)字孿生流域的基礎，其目標是以自然地理、干支流水系、水利工程、經(jīng)濟社會信息等為主要內(nèi)容，對物理流域全要素和水利治理管理活動全過程數(shù)字化映射，構(gòu)建天空地一體化感知體系，打造多源多尺度水利數(shù)據(jù)底板，為智慧水利提供海量數(shù)據(jù)支撐。

無人機遙感技術作為水利行業(yè)的“千里眼”，具有低成本高效率大范圍的獲取地表空間信息優(yōu)勢，在數(shù)字孿生流域建設過程中具有非常重要的作用。

操作靈活，不受道路交通限制

面對自然災害，無人機遙感不受地面交通限制，準確記錄并快速傳遞災情信息，及時發(fā)現(xiàn)工程隱患和險情，為搶險救災工作提供重要依據(jù)，有效提升災害應急監(jiān)測能力。

傾斜攝影，打破傳統(tǒng)建模局限

無人機傾斜攝影突破傳統(tǒng)三維建模周期長、投入大、復雜紋理復原難的局限性，高效制作水工程三維實景模型，及時巡查水工建筑物的運行現(xiàn)狀，為工程管理單位開展防汛演練、安全評估、調(diào)度控制等應用提供基礎數(shù)據(jù)。

精準監(jiān)管，提升管水治水能力

無人機操作靈活，可以集成多種視覺傳感器，在5G網(wǎng)絡的支持下，實現(xiàn)遠距離、低時延、高清晰度的實時視頻回傳，實現(xiàn)江河湖泊和水利工程等地理實體的動態(tài)監(jiān)測和涉水活動的精準監(jiān)管，提高水利行業(yè)監(jiān)管能力。

無人機遙感與水利業(yè)務的深度融合，不僅為數(shù)字孿生場景建設提供引擎，同時為流域和水利工程的精細化、網(wǎng)絡化和智能化管理賦能，全面提升水利決策與管理的現(xiàn)代化能力和水平。

01 科技驅(qū)動，提升災害綜合應急能力

2022年6月前后，受持續(xù)性、大范圍、高強度降雨影響，西江、北江、韓江發(fā)生7次編號洪水，特別是北江流域出現(xiàn)超100年一遇特大洪水，為1915年以來最大洪水，防汛形勢十分嚴峻復雜。

6月21日至22日期間，廣東水科院智慧水利所聯(lián)合省測繪院應急航測團隊組建2個應急航測作業(yè)組，根據(jù)洪峰的傳播特點和影響區(qū)域，先后趕赴潖江蓄滯洪區(qū)、韶關市區(qū)、清遠英德等重災區(qū)開展應急監(jiān)測工作，對災區(qū)的受淹道路和房屋、水利工程運行狀況等現(xiàn)場情況進行航拍和視頻回傳。

01 通過航拍視頻實時傳輸，將災情快速準確回傳，為相關決策提供重要依據(jù)；

02 采用實時地理視頻技術，無人機實時視頻疊加在指揮系統(tǒng)，在GIS地圖上動態(tài)展示無人機視野范圍，為救災調(diào)度提供決策支持；

03 對災害區(qū)域的變化情況進行快速監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)和預測可能存在的次生災害，為精準的防范、救援、救災提供科技支撐。

現(xiàn)場直播啟用潖江蓄滯洪區(qū)蓄滯洪情況

災區(qū)航拍數(shù)據(jù)支撐防御工作

無人機作業(yè)場景

02 數(shù)字賦能，助力水工程精細化管理

傳統(tǒng)的三維建模方式效率低、成本高且復雜紋理難還原，而無人機傾斜攝影技術依托無人機搭載多個航攝傳感器獲取地面目標不同視角的影像數(shù)據(jù)，可快速實現(xiàn)高形態(tài)、高細節(jié)、高紋理的實景三維建模。

我院采用無人機遙感技術對雙捷攔河閘等重點水工程進行傾斜攝影測量，采用實景三維建模技術構(gòu)建三維實景模型，接入水情、雨情、工情、水質(zhì)等監(jiān)測數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對物理流域與工程的數(shù)字化映射。

通過三維可視化管理，可更加準確地掌握水文、水環(huán)境、水資源等信息，實現(xiàn)水工程的精細化和智慧化管理，保障水利工程的安全和穩(wěn)定運行。

馬崗水庫三維實景模型

雙捷攔河閘三維實景模型

03 數(shù)據(jù)融合，推進空天地一體化監(jiān)管

北江大堤蘆苞水閘所在河段環(huán)境復雜，水事行為頻繁，對北江大堤安全運行造成威脅，河道巡查與工程管護任務十分繁重，特別在汛期，傳統(tǒng)方法需要投入大量人力日夜巡查和管護。

我院數(shù)字北江蘆苞試驗段項目利用5G、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新一代技術，通過無人機對蘆苞水閘所在河段進行航拍視頻采集，利用5G網(wǎng)絡實現(xiàn)全景視頻實時回傳，通過指揮終端大屏完成巡河在線直播體驗。

蘆苞水下地形數(shù)據(jù)

蘆苞水閘數(shù)字全景效果

基于無人機遙感技術獲取了水下地形、三維激光點云、全景影像等空間數(shù)據(jù)，建立北江大堤蘆苞段數(shù)字化場景，融合水文監(jiān)測、水質(zhì)斷面、水資源、工程管理等業(yè)務數(shù)據(jù)，探索和構(gòu)建了具有“四預”功能的平臺：

無人機模擬巡河界面

北江發(fā)生100年一遇洪水預演效果

通過無人機、地面監(jiān)控視頻與衛(wèi)星遙感的協(xié)同觀測與數(shù)據(jù)融合，構(gòu)建了天空地一體化立體監(jiān)測網(wǎng)絡，實現(xiàn)河湖全方位、沿線堤防全覆蓋以及24小時全天候的全面感知，利用深度學習等AI技術，系統(tǒng)平臺已實現(xiàn)對多種目標對象的智能分析，精準識別“四亂目標”并及時做出告警，推動巡河工作由被動巡向主動巡轉(zhuǎn)變，治水工作由被動整治向主動出擊轉(zhuǎn)變，不斷提升治水管水效能，持續(xù)改善河湖面貌，為新階段水利高質(zhì)量發(fā)展提供堅實科技支撐。

四亂識別效果圖

它是水科人的小伙伴，也是一名盡責的“空中哨兵”，它時刻翱翔于各大流域領空，偵察、偵測、偵查！為人民服務是它的初心，支撐水利高質(zhì)量發(fā)展是它的使命。它會不斷升級戰(zhàn)斗力，為智慧水利持續(xù)探路！