编者按:近几年无人机频繁走入人们视野,在国民经济多个领域有了广泛应用,如农业、植保、建筑与施工、派送、工程作业、环保监测、媒体播报、电力巡检、灾后救援等领域都出现了无人机辅助作业的场面,本文就无人机在涉水行业中的应用做一探讨。
无人驾驶飞机简称“无人机”,是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。2013年11月,中国民用航空局下发了《民用无人驾驶航空器系统驾驶员管理暂行规定》。2015年12月30日,中国民用航空局为规范使用无人机开展通用航空经营活动的管理,制定了《使用民用无人驾驶航空器系统开展通用航空经营活动管理暂行办法》,并向社会征求意见。目前,仍在修改完善。未来,随着相关法律法规和规章制度的完善,无人机企业市场准入门槛降低,市场环境更加宽松,我们也将迎来一个更加广阔的无人机应用行业环境。
下面,笔者着重从以下几个方面探讨涉水行业无人机应用方向。
1、水环境执法:利用搭载监测设备的无人机可在特定区域如河流、湖泊等区域进行巡航,远程监测水质情况,调查排污口、非法垂钓、河道违建,监测河流及湖库周边污染源排污情况,并予以取证,为执法活动进行辅助。执法部门能够以较低的成本,轻易的利用它来找到污染源头和测试污染程度。
2、水保方案设计:使用无人机能够快速获取建设地点航拍素材,设计师可以利用这些素材,结合建筑物3D模型,创建出真实场景的虚拟现实环境,提取土石方开挖量、扰动面积、植被覆盖度、防治措施等设计数据,使水土保持方案的设计更加精确,预期效果更为直观。在后期施工过程中,无人机还可以用于定期监测及数据反馈比对,从而督促施工按照水土保持方案严格执行。
3、水土保持监管:无人机对区域分散的点状项目或者较长的线性项目可以低成本的遥测,结合后台水土保持方案编报数据,用现场遥测数据进行快速比对,发现违法建设项目。对于在建工程可以通过无人机调查,实现堆土堆渣量的估算、压占破坏现有地表植被和水土保持设施监测、以及造成的水土流失危害监测、水土保持设施面积统计等,为完工后水土保持设施验收提供依据。
4、洪水灾害调查:洪水发生后往往造成一些道路水毁、坡面坍塌、交通中断等,使人难以快速到达灾区开展调查。装配有高清数码摄像机和照相机以及GPS定位系统的无人机,可沿受灾区域线路进行自主巡航,实时传送拍摄影像,利用后台数据分析设备快速统计灾害损失,并评估潜在灾害风险。
5、规划设计测量:河道治理、水库建设、小流域治理等均涉及到现场测量,无人机和传感器的应用在提高工作效率方面至关重要,特别是在交通不便、调查条件不利的情况下,无人机利用搭载的拍摄和测量设备开展工作,可以替代人力做好辅助测量。同时,利用全景影像及测量数据建立的数学模型进行实景模拟,提高规划设计效果。
未来,无人机要实现更广阔的应用,发挥出巨大的潜力,还需要着重解决四大问题。
1、无人机小型化长航时间问题。尤其是小型化更能适应涉水行业研究区域地形起伏的特点,操控更安全灵活。
2、有效载荷的问题。尤其是导航设备、数据采集设备、POS平台综合集成的问题。
3、减少地面像控点的布设问题。通过机载设备提高航测的精度,减少对地面控制点的依赖,可以大幅提高作业效率,压缩工期。
4、无人机影像数据的后处理问题。研究新的影像拼接、特征点匹配算法,提高处理的效率和精度。
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