《水利工程智慧感知与测量技术》课件-31.无人机水利应用案例

水利工程智慧感知与测量技术从水政执法到水土保持，从水文监测再到水利工程建设，无人机的应用无处不在。它们能够在复杂的地理环境中轻松获取高精度数据，为水利决策提供科学依据；它们能够在灾害发生时迅速响应，为应急救援争取宝贵时间。今天，就让我们一同走进无人机水利应用的精彩世界，通过实际案例，深入探究无人机如何助力水利工作，实现高效、精准、智能的跨越。无人机水利应用案例01水政执法02水土保持03水文监测04水利工程建设水政执法

PART01水政执法河湖巡查：河道线长面广、人力不足、违法行为隐蔽、整改核查效率低、传统常态化河道巡查依靠步行或船只巡查，耗时费力且易遗漏盲区。排污取证：排污口位置隐蔽、难以捕捉排污动态。违建查处：违规建筑威胁防洪安全、人工测量面积、土方量效率低。非法采砂：执法人员难以实时监控，证据易销毁。应用背景河湖巡查排污取证无人机航拍违建无人机航拍非法采砂水政执法规划自动执行航线任务自动数据采集后台生成数字底图后续巡察对比技术流程水政执法应用典型案例2023年以来，厦门市水政水保监察支队组建无人机执法小组，运用无人机开展执法检查。在东西溪流域水环境质量提升水利专项执法工作中，由于东西溪流域全长34公里，流域面积491.48平方公里，线长面广地形复杂，特别是上游支流山高林密，很多地方执法人员无法进入现场检查。支队无人机小组针对6个国省控点的上下游左右岸以及小支流开展执法检查，通过航拍定点，结合人工研判，共发现疑似问题120余处，提升了专项行动的执法效能。水土保持

PART02水土保持核心技术流程图斑复核：地形复杂区域，人力很难采集数据，通过无人机快速抵达图斑点位，高效采集影像数据，进行图斑复核。航测调查：生成二维正射模型，基于模型成果提取农田、

村庄、

山体等关键地理信息，进行水土保持相关数据分析，极大的提升水保调查工作效率。水土保持应用典型案例以礼泉县某村建设工程水土保持监测数据测量为例，采用无人机遥感技术研究区域水土保持监测数据变化情况，得出结论研究区域内水土流失以轻度侵蚀和微度侵蚀为主，当制定区域内的水土流失治理与生态恢复治理方案时，可以重点考虑这2种等级的侵蚀治理:水土流失面积主要集中在坡度角度较小的范围内，水土流失治理时应重点关注地形坡度小于30°时的水土侵蚀治理，而当坡度角度大于75°时，水土流失的面积较小。无人机倾斜摄影测量相控布置工况检查点点位误差不同水土侵蚀程度的水土面积占总面积的百分比水文监测

PART03水文监测无人机：挂载雷达流速仪。自稳定云台：调整雷达流速仪的姿态。雷达流速仪：利用多普勒效应，测流水体表面的流速。电台通信系统：传输无人机控制指令和相关挂载设备的信息。地面控制系统：用于发送指令和接收无人机等装置的相关数据。供电系统：给地面控制系统供电。测流系统水文监测应用典型案例自2017年起，铜仁水文水资源局逐步开展了水文应急监测无人机的使用与探索，以实现在突发水情时,完成非接触式流速测量。2022年5月10日早上7点，无人机专项工作组准时到达茅溪水文站，此时洪水涨幅3.03米，天空下着细雨，小组成员分工合作，同时运用水文缆道与无人机开展测流工作，与时间赛跑，捕捉洪峰抢测宝贵数据。无人机航线规划图无人机操作平台河道断面图水利工程建设

PART04水利工程建设施工场地勘察与规划地形地貌测绘利用无人机搭载的高分辨率相机或激光雷达，快速获取施工区域的地形地貌数据，生成高精度的三维地形图，为施工规划和设计提供准确的基础数据。水文地质调查无人机可搭载多种传感器，如多光谱相机、红外相机等对施工区域的水文地质条件进行详细调查，为施工设计和风险评估提供依据。施工场地规划基于无人机获取的地形地貌和水文地质数据，利用专业软件进行施工场地规划，包括土方开挖、填筑、道路布置等贸提高施工效率和安全性。水利工程建设施工进度监控与质量控制无人机可搭载高清相机或红外热像仪等设备，对施工完成的部位进行质量检查，如混凝土表面裂缝、渗漏等缺陷的识别与定位，为质量评估和整改提供依据。无人机可定期对施工区域进行航拍，获取实时的施工进度影像数据，通过与施工计划进行对比分析，及时发现进度偏差并采取相应措施。利用无人机对施工现场的材料运输进行实时监控，确保材料按照计划及时送达指定位置提高施工效率和成本控制，施工进度监控施工质量检查施工材料运输监控水利工程建设施工安全与风险评估无人机可对施工区域进行全方位的航拍，及时发现潜在的安全隐患如边坡失稳、临时设施破损等，为及时采取安全措施提供依据。安全隐患排查在发生安全事故或紧急情况时，无人机可快速响应并获取现场实时影像数据，为应急指挥和救援提供准确的信息支持。应急响应与救援基于无人机获取的数据和施工经验，可对施工过程中的风险进行评估和预警，如洪水、滑坡等自然灾害的风险预测和防范措施制定。风险评估与预警水利工程建设工程设施巡检与维护利用无人机搭载高清摄像头和多传感器设备，对水利工程设施进行定期或不定期的空中巡检，获取设施的高清图像和数据。无人机巡检无人机可搭载相应的工具和设备，辅助进行水利工程设施的维护作业，如喷涂防腐材料、紧固螺栓等。维护作业辅助通过分析无人机采集的图像和数据，对水利工程设施进行故障诊断和定位，为后续的维护提供准确的信息。故障诊断与定位水利工程建设应用典型案例-大坝坝体建设更新通过大疆司空2设定航线任务（大坝航线执行任务，每两天一次，中午12:40进行大坝正射任务拍摄），大疆机场会对整个坝区进行数据采集，通过大疆智图软件生成大坝的实景二维模型，随时查看工程进度建设和保留大坝数字化数据底库。同时精准复拍航线、可对重点区域利用变焦相机进行精细复拍，无需数据处理，直观展现现场情况。大坝20年一次加固项目，这次对坝体的加固加宽，利用大疆无人机机场实现2天一个架次广角相机的正射模型建模便于后期查看大坝施工监督和数据保留。坝体正射影像更新对比水利工程建设应用典型案例-水库巡检在2022年11月至今，该机场已经累计工作了1个月，执行超过300架次的任务，总计工作时间超过4000分钟，期间可靠率达到了99.99%。利用大疆机场+M30T无人机远程操控，沿着水库坝体规划自动化航线，进行坝体精细化巡检，发现水库坝体表面风化、腐蚀的情况，然后及时进行除险加固，确保水库安全长效运行；沿着