智测江河,无人机水文监测新时代

2025-01-23

河流水文行业现状


河流水文行业是观测及搜集河流等水体的水文、气象资料的行业,其重要性在于为防洪减灾、水资源管理、水生态保护等提供基础数据支持。


在传统的河流水文监测中,勘查人员多是采用人工徒步或乘船的方式进行定期巡查。但仅靠人工监测调查速度缓慢,难以快速覆盖大面积监测区域。如遇恶劣天气环境,不仅作业人员面临较大的安全风险,而且更无法快速精确完成监测任务。




无人机技术在水文监测应用中的优势


无人机因具有快捷、精确、全方位的竞争优势,让水文监测更高效化的深入开展。充分发挥无人机在空中“千里眼”的作用,可快速获取全局实时动态,风雨无阻、日夜兼程、有效提高勘查效率。


借助无人机红外热成像功能,可快速辨别水域周边环境变化,第一时间掌握水文情况,特别是大面积的河流污染,可精准监测发现污染源;包括无人机的激光打点定位功能,可对不同时间段的水线位置及水位线高度进行标记,查明水域面积及水深变化情况。


红外热成像下的画面


如遇洪涝灾害,无人机能够在一分钟内迅速生成全景图片,快速记录不同时刻的灾情全貌,并通过云端实现信息多点共享,有效提供数据支撑利于多部门协同工作。还可1:1三维模型还原受灾情况,为指挥部提供决策辅助。


汛情信息共享


无人机还可通过搭载不同负载,发挥多种作用。在救援行动中:搭载喊话器,及时高效向被困人员传递有效信息;搭载照明灯,大面积定向照明,利于应急搜救;搭载抛投模块,可运送投递紧急物资。无人机搭载先进的传感器和测量设备,能够快速、准确实现对水位、流速等多个参数的同时测量等数据。提高测流效率、提高数据精确度,同时降低安全风险,为水资源管理和洪水预警等领域提供了可靠的科学支持。



无人机水文监测解决方案


经纬 M350 RTK无人机搭载水体流速雷达进行水文数据测量,可有效提升测量效率。无需涉水作业,保障人身安全;非接触测量水体流速、流量,降低测流设备水毁概率,且作业过程及结果都可保存、可追溯。





水流监测设备原理

水体流速/流量监测系统依托先进的飞行平台、流速、水位雷达、三轴增稳云台、云技术,可对水体流速进行智能监测,具备灵活机动、成本低、功能丰富、操作简单、风险性低等特点,可为水体流速/流量监测工作提供有力的支持。


水体流速雷达以非接触方式测量水体表面流速,并可感知水流方向。测速范围宽,测量精度高,自稳云台用于精确保持雷达水体流速仪的姿态和朝向,在强风天气操作下仍能提供稳定的测量结果。





水流监测设备功能亮点

1) 一体化设计:流量仪采用三合一设计,集成流速、水位双雷达与相机(流速仪为流速与相机二合一设计),在记录测量数据的同时拍摄测量点水流画面,实时监测水流情况。

2) 智能航线:根据无人机高度、测量角度、测流垂线数据,对航线算法进行智能优化,导入断面信息后,自动计算准确航点,使实际测量位置与测流垂线位置重合,避免了因雷达测量角度带来的测量位置偏差,确保数据精确性。


3) 智能避障:根据视频回传情况实时避障,避免阻碍通航。


4) 自动生成断面信息:平台支持导入断面信息数据表,自动在地图上显示断面位置及生成断面示意图。


5) 实时监测:通过DJI Pilot 移动端APP实时监测水流速度、水位高度、水面视频信息;并且监测数据实时同步指挥中心电脑web端,实现实时远程监测。


实时监测水流速度与水位


6) 数据记录:流速/流量数据回传至无人机管理平台中存储,可回放流速的实时变化及不同位置的流速记录,并生成数据报告。




无人机雷达测流工作流程

无人机测流系统是利用无人机搭载雷达测流仪对河道流速进行监测。首先登录无人机平台端导入测流断面数据及设置航线、测点、速度、高度、岸边系数等参数,然后通过遥控器给做好起飞准备的无人机发送起飞指令,飞机根据提前设置好的任务自动飞往测验断面的第一个测点进行测流。


雷达测流仪采用智能回波频谱分析算法,可有效排除与水面流速无关的干扰信号,测流过程中可实时显示水流速度、测流进程、测流现场画面等数据,测流结束后无人机自动返航,测得的点流速数据将传送至后台根据部分面积法计算出虚流量,流量数据保存至平台端,可随时查看并回放流速的实时变化及不同位置的流速记录。


无人机在水文测流中的应用,无疑是水文监测领域的一次重大技术革新。它不仅极大地提高了数据采集的效率与精度,还通过非接触式测量方式保障了人员安全,使得在复杂环境和紧急情况下进行水文监测成为可能。无人机的多维度数据采集能力,结合先进的云计算和大数据分析技术,为水资源的科学管理、防洪减灾的精准决策提供了强有力的支持。

相信随着无人机技术的持续进步和应用场景的不断拓展,无人机将在水文测流领域发挥更加重要的作用。同时,我们也期待看到更多创新性的应用方案和技术突破,推动无人机技术在水文测流领域的深入发展,共同守护我们宝贵的水资源和生态环境。


来源:头名科技

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