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无人机测绘技术在水利水电工程中的应用探索

褚常任 许广地
  
富网媒体号
2024年23期
中国水利水电第十一工程局有限公司第二分局 472000

摘要:在当今数字化时代,水利水电工程的规划与管理迫切需要创新性的技术手段来提高效率与精度。传统测绘方法在此背景下显露出种种局限性,依赖人力资源、耗时费力、受地形地貌限制,使得工程测绘难以满足快速发展的需求,无人机测绘技术的崛起为这一挑战带来了全新的解决方案,无人机的高效快速、覆盖范围广、测绘精度高的特点,为水利水电工程带来了前所未有的便利。

关键词:无人机测绘技术;水利水电工程;应用

引言

水利水电工程作为国家基础设施建设的重要组成部分,其规划与管理对于国家经济发展和人民生活水平的提高至关重要,传统的测绘方法在实践中暴露出种种瓶颈与不足。这些方法的依赖程度、工作效率和精度都无法满足日益增长的需求。在这一背景下,无人机测绘技术的出现为水利水电工程带来了新的活力与可能性。

1.传统测绘方法在水利水电工程中存在的局限性

传统测绘方法存在诸多局限性,首先是依赖人力资源,需要大量人力物力进行测量、记录和数据处理,耗时费力。其次,传统方法在复杂地形地貌下的应用受到限制,如山区、峡谷等地形。此外,由于传统方法测绘精度不高,难以满足水利水电工程对于精确数据的要求。传统测绘成本较高,需要大量投入用于器材购置及人员培训,使得测绘项目的经济效益不尽如人意。传统测绘方法在效率、精度和成本控制方面均存在明显的局限性,无法适应当前快速发展的水利水电工程需求。

2.无人机测绘技术在水利水电工程中的优势

无人机能够以高效快速的方式完成测绘任务,大大节省了时间和人力成本。无人机可以覆盖大范围的地区,包括传统方法难以到达的复杂地形地貌,如山区、峡谷等,具有更广泛的适用性。无人机测绘技术可以提高测绘精度,通过先进的传感器和数据处理技术,可以获得更精确的地形和水文数据,满足工程对高精度数据的需求。与传统方法相比,无人机测绘技术还能降低测绘成本,减少了人力物力投入和设备维护成本。无人机测绘技术在水利水电工程中具有高效、精准、经济的优势,为工程规划、建设和管理提供了新的解决方案。

3.无人机测绘技术在水利水电工程中的应用

3.1水库、水文监测

3.1.1水库容量监测

无人机测绘技术在水利水电工程中的应用之一是水库容量监测。通过无人机定期飞行获取水库区域的影像数据,结合数字地形模型(DTM)和数字表面模型(DSM),可以精确计算水库的实时容量变化情况。这种实时监测能够帮助相关部门预警洪水、干旱等自然灾害,有助于指导水资源的合理利用与管理,提高水库的综合效益和安全性。通过无人机测绘技术,水库容量监测不仅变得更加高效便捷,而且实现了对水源资源动态变化的及时跟踪,为水利水电工程的规划和管理提供了重要数据支持。

3.1.2水文参数测量

无人机测绘技术在水利水电工程中的应用还包括水文参数测量。通过搭载多光谱和红外传感器的无人机,可以实现对水体温度、水质、水体色泽等水文参数的遥感监测。这种技术的应用使得水文参数的测量变得更加快速和便捷,而且能够实现对水质的实时监测和评估。通过分析这些数据,可以及时发现水质问题,并采取相应的措施进行治理,从而保护水资源环境,维护生态平衡。无人机测绘技术在水文参数测量方面具有重要的应用潜力,为水利水电工程提供了更精准和及时的监测和管理手段。

3.2水土保持工程规划

3.2.1地形测绘

在水土保持工程规划中,地形测绘是至关重要的一环。无人机测绘技术能够高效地完成地形数据的获取和分析,为工程规划提供精准的地形信息。通过无人机搭载的高分辨率摄像头或激光雷达,可以获取地表的三维模型,包括地形、地貌、土壤类型等关键信息。这些数据有助于工程师们更好地了解工程区域的地理特征,为水土保持工程的设计和实施提供科学依据。同时,利用无人机获取的地形数据,可以进行水流模拟和侵蚀分析,帮助预测可能出现的水土流失情况,从而指导工程设计和管理。

3.2.2水土流失监测

无人机测绘技术在水土保持工程中的应用之一是水土流失监测。利用无人机搭载的传感器,可以对植被覆盖、土壤侵蚀情况等进行高分辨率的遥感监测,及时捕捉区域内的水土流失情况。通过定期飞行获取影像数据,结合专业软件进行分析处理,可以实现水土流失的定量化评估和动态监测。这种监测有助于识别潜在的水土流失风险区域,指导采取相应的水土保持措施,减缓土壤侵蚀,保护土地资源,维护生态平衡。

3.3水电站建设与管理

3.3.1建设前的地形勘测

建设前的地形勘测是水电站建设的重要准备阶段。无人机测绘技术被广泛应用于该过程中,通过搭载的传感器快速获取工程区域的高分辨率影像数据和数字地形模型。这些数据能够准确展示地形起伏、水系分布、土壤类型等关键信息,为工程设计提供科学依据。工程师们可以借助无人机测绘技术实现多角度、全方位的地形勘测,不仅节约了时间成本,而且提高了勘测精度和效率。有效的地形勘测有助于识别潜在风险区域,优化规划方案,减少后期工程变更,从而提高工程建设的可持续性和安全性。

3.3.2施工过程的监测与管理

在水电站建设过程中,施工过程的监测与管理至关重要。无人机测绘技术在施工监测中发挥着重要作用,通过定期航拍获取施工现场的高清影像数据,实现对工地进度、资源利用情况、安全管理等方面的实时监控。结合地理信息系统(GIS)等技术,可以实现对施工过程的数据分析和实时监测,帮助管理人员及时发现问题并做出相应调整。无人机还能进行三维变形分析、体积测量等工作,为施工管理提供科学依据。这种实时监测与数据分析有助于提高施工的效率、质量和安全性,减少事故风险,保障工程顺利完成。

3.4水利工程巡视与维护

3.4.1巡视检查

水利工程巡视检查是确保水利设施稳定运行和安全性的重要环节。无人机技术在水利工程巡视中发挥着重要作用,可以快速、全面地对水利设施进行高清航拍,实现对大面积区域的全方位监测。通过无人机获取的影像数据,工作人员能够及时发现潜在问题和异常情况,如漏水、裂缝等,有效预防事故的发生。结合人工智能等技术,分析无人机数据可帮助确定巡视重点和优化巡视路线,提高巡视效率和准确性,无人机技术在水利工程巡视检查中具有显著的优势,为保障水利工程安全稳定运行提供了重要支持。

3.4.2损坏点定位及修复监测

在水利工程维护过程中,及时修复损坏点对于保障水利设施的正常运行至关重要。无人机技术可用于损坏点的定位识别和修复监测。通过无人机航拍获取损坏点的高清影像数据,工作人员可以准确定位问题区域,了解损坏情况和规模。这些数据为维修人员提供重要参考,指导修复工作的实施。在修复后,无人机还能定期监测修复效果,验证修复质量,确保问题得到有效解决。无人机技术的应用有效缩短了损坏点处理的时间,并提升了工作效率和修复质量,为水利工程的可持续发展提供了有力支持。

结束语

在水利水电工程中,无人机测绘技术的应用探索将进一步提升工程建设和管理效率,促进设施运行的安全稳定,通过实时监测和精确数据分析,无人机技术为水力发电、水资源管理等领域注入了新的活力和创新思路,推动着行业向着更加智能化和可持续发展的方向发展。

参考文献

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