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无人机在水利工程中的应用

发布时间:2018-12-04 01:06:05 文章来源:未来智讯    
    无人机在水利工程中的应用作者: 李长平   摘 要:无人机具有机动灵活的起降方式、低空循迹的自主飞行方式,具有快速响应的数据获取能力,应用到水利工程中具有重要作用。利用无人机携带相关设备准时获知遥感航空影像和工程数据,便于准时构建三维模型,为工程提供直观的分析和科学决策手段。本文大略探讨无人机在水利工程中的应用。
  关键词:无人机;水利工程;无人机技能;水利测量
  1 引 言
  我国是洪涝灾害和干旱灾害多发的国家。随着经济的发展,技能的飞速进步,水利信息化水平不时提高。选取先进空间技能,联合通讯技能、信息技能等先进科学技能的信息化测绘技能逐步被应用到水利工程中,为水利工程提供了直观的分析和科学决策的依据。无人机的应用便是信息化测绘技能在水利工程中应用的典型。
  2 无人机在水利工程中的应用
  水利工程在我国拥有悠久的历史,由于水利直接关系到农业及国民经济发展,水利工程是民族生存及发展的重要命脉,从大禹治水起初,人们就不时的研讨水资源的管理及利用。随着计算机技能及遥感测绘技能的发展,信息化测绘技能逐步应用到水利工程中。
  2.1 无人机在水利工程中应用范围
  在水利行业中,工程建设及工程管理过程中涉及工程建设环境评价、大型水利工程的平安监测等,都能够应用无人机进行低空遥感,完成快速测绘及信息监测,具有数据分别率高、实施快速等优点。利用无人机机动性强,图像分别率高等特点,联合空间信息技能手段,将高分别率影像和高精度GPS系统联合起来,为工程生态环境提高直观的分析和科学决策的依据,为大型提防工程、水库及其他水利工程提高有效的平安监测。
  2.2 无人机在水利工程中的应用
  (1)无人机在水利工程测绘中的应用。
  由于现有的普通航空摄影缺乏激动灵活性,而且难以获取云下图像;卫星遥感受制于时效性不强的影响,分别率较低,对于水利工程等需要反复测绘或监测的事务,无法满足要求。以无人机作为遥感飞行平台,在机体上荷载数据遥感设备,利用遥感数据处理系统作为技能支撑,融入“3S”技能,能够实时对地或对指标水域进行观测及数据的快速处理。选取无人机技能的测绘遥感系统,具有快速获取高分别率图像及快速处理的能力,在前期检校及测试后,都能够根据项目需要获取较大比率尺的航空影像资料,完成数字线规划图、数字高程模型、数字正射影像图的绘制,为工程建设提供重要的信息。此外,利用无人机遥感图像技能,根据水利工程区域内不同时间段的监测图像进行假彩色合成,可以分析该时间段内水域的淹没范围,可以分析水流移动方向和移动速度,为决策者作提供有效信息;利用红外波段的水体辐射率同其他地物辐射率相比,存在较大差异的特点,针对目前水域,选择合适的红外波段,确定水体的阈值。将红外波段辐射事后阈值在该范围内的定位水体,高出阈值的定义为非水体,根据该原理,能够计算水利工程区域内水位值及水位覆盖面积,便于为工程提供科学参考依据。
  (2)无人机技能在水利工程动态监测及水域环境监测中的应用。
  我国水资源丰富,水域河流众多,众多水利工程对国民经济发展和人民生命财产具有重大影响。利用无人机技能,对水域实施动态监测,可以查明范围内水域的变化情况,通过掌握的水域基础数据来建立水域调查、水域统计及其他管理制度,逐渐实现水域管理的信息化,满足社会经济发展和水域管理的需要。利用水域动态监测结果,建立水域变化及非法水域占用资料,为水利管理提供依据。
  (3)无人机在水利工程水土保持作用中的应用。
  由于自然地理环境和社会经济条件的特殊性,我国水土流失较为严重,以成为目前最主要的环境问题。水土保持是水利工程重要作用之一,由于水利工程规模较大,对水域内水土保持及水土流失情况进行统计,单纯依靠人工处理,无法确保数据的正确性。能够利用无人机技能调查土壤侵蚀定量来完成水土保持的研讨。由于土壤侵蚀原因及过程较为复杂,受到多种自然环境及人为因素影响,根据不同土壤侵蚀类型和影响因子的不同,参考土壤侵蚀房产因子目标,联合遥感技能及常规方法,在GIS中存取、表达和计算,完成土壤侵蚀定量的计算。利用无人机获取的遥感图像,对水土流失情况、现状及发生特点和趋势,进行科学分析并准时制定针对性改善策略,加快水土流失治理,确保水利工程的实际效用。
  2.3 无人机在水利工程中的航摄成图
  (1)外业像控点布设方案及测量。像片抑制点测量选取区域网布设方案,在照片拍摄之前进行实地布标和航拍后明显地物点相片刺点的方法。像控点分为平面抑制点、高程抑制点和平高点。根据各项目具体特点,水利工程内所有像控点皆为平高点,像控点一般布设在沿河道的两旁公路边或地面较平坦处,由于涉及到淹没的问题,所以在较平坦的耕地集中处交代较多像控点;田间工程等区域平均布点。
  (2)航空摄影。航线网布点将航向分段设置为多个平高点,确保航线首尾末端上下的抑制点布设在通过主点并且垂直于方向线的直线上,确保上下点在同一立体相对内。根据摄影区域进行航线设计,确保测量区域之间存在重叠度,一般设置航向重叠为60~70%,旁向的重叠为30~40%。选择无扬尘、云雾少、大气透明度好、地表植被或其他覆盖物对成图影响较小的季节进行摄影,根据地形条件,选择合理的摄影时间。
  (3)立体测图。在全数字摄影测量事务站长进行内业数据采集,像对定向元素直接由加密成果导入测图事务站,利用已有的加密资料,恢复测区,每个模型在自动相对定向下重新相对定向,然后生成核线。数据采集以成图的模型为单位进行,每一幅图存放一个文件,文件名与图幅编号一致,扩展名为xyz,然后经转换程序直接转成cass数据。
  3 结束语
  无人机技能应用到水利工程中,遥感技能、信息技能、计算机技能、无线通讯技能等先进科学技能的整合。通过无人机可以对水利工程实施测绘、对水域实施动态监测及环境监测、有利于确保水利工程的重要作用,对水利工程具有重要意义。
  参考文献
  [1]李德伟.无人机航测成图在水利水电工程中的应用[J].城市建设理论研讨(电子版),2013,(16).
  [2]张启元.无人机航摄技能在高原峡谷区水利工程中的应用[J].青海师范大学学报(自然科学版),2013,29(3):65~68.
  [3]张君,李俊.无人机遥感系统在走马塘拓浚延伸工程环水保管理中的应用[J].水土保持应用技能,2013,(5):23~24.
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