无人机系统在水利上的应用

0 引言

我国是一个自然灾害类型多，发生频率高的国家。随着经济发展和人口增长而引起的生存环境的恶化，又影响和加剧了自然灾害的发生频率和波及的范围。尤其是近年来水灾害的频繁发生，致使国家财富和人民生命财产受到重大损失。目前我国已经将水旱灾害防治与监测、水资源合理分配与保护问题作为国民经济发展中的工作重点。无人机系统利用航空技术、网络信息技术、通信技术和3S(遥感、地理信息系统、全球定位系统)技术优势，在水旱灾害防治与监测水污染突发事件应急响应等多方面开展了卓有成效的工作。

利用常规地面监测和卫星遥感技术在灾害监测中已经发挥了巨大的作用，但是由于卫星遥感的时延性和分辨率低等因素，对于灾害监测需要的分辨率高、时间要求快的需求却难以保障。而无人机作为一项空间数据获取的重要手段，具有影像实时传输、高危地区探测、成本低、高分辨率、机动灵活等优点，是卫星遥感的有力补充，也是对常规水利信息监测、突发水灾害应急监测的重要手段的补充。在水利领域采用无人机系统，可以使水利部门能及时获取灾情的信息，了解灾害的发生发展情况并及时制定相对的对策，为最大限度地减轻灾害损失提供了至关重要的帮助。

无人机用于水利监测的技术已经比较成熟，主要有水利工程监测、洪涝灾害监测、干旱缺水监测、水环境污染监测、河床河道监测、内陆湖泊及水库监测和农田灌溉监测等。

1 无人机用于水污染监测

2007年5月、6月江苏无锡太湖水面蓝藻大面积暴发，严重污染了无锡自来水水源，对无锡人民的饮用水安全构成巨大威胁。

为了对蓝藻漫延情况进行全方位掌握，国家气象总局使用无人机对太湖敏感地区的一定区域范围进行连续空中拍照，取得了太湖无锡区域水面蓝藻暴发的宝贵资料，为下一步如何整治太湖蓝藻取得了重要的参考资料。

2010年8月，位于吉林市永吉县经济开发区的新亚强生物化工有限公司和吉林众鑫集团库房被冲毁致使库中存放的原料桶和空桶，经温德河进入松花江。吉林环保厅在化工桶冲出的当晚连夜制定了无人机应急监测方案，在松花江哈尔滨段上游的肇源、二松口、朱顺屯三个监测站，将手工监测和自动站监测结合，监测相关数据，使无人机遥感对治理河道安全保障、清污治理提供了有力的决策结果。

2 无人机用于洪涝灾害监测

2012年，我国洪涝台风灾害频发，长江和黄河上游干流分别出现5次和4次洪峰，三峡水库迎来建库以来最大洪水，6个强台风或台风在一个月内集中登陆。随着工业化、城镇化加快发展以及全球气候变化影响加剧，我国防洪减灾工作面临新的挑战，必须进一步巩固和完善防洪保安体系，从整体上提高抗御洪涝灾害的能力和水平，无人机在洪涝灾害监测中起到了关键的作用。近几年来无人机多次对洪涝灾害进行了监测，为防汛部门提供了许多有价值的洪涝灾害信息。比如在2012年6月中旬，台湾行政部门利用无人机对灾区进行监视。据当地媒体报道，无人机被派往因暴雨发生洪灾的地区进行灾情监测，并且把实时情况下搜集的资料迅速传往台湾的救援队总部，从而使得有可能对险情恶化地区采取应急措施。

3 无人机用于江湖及河道监测

无人机以及搭载的遥感数据采集、接收和处理等软硬件，通过虚拟现实、地理信息系统、遥感等技术手段的集成应用，可以对湖泊水库，河流河道的有关信息进行快速获取，为水利部门及环保