特邀丨防汛抗洪,无人机“玩”出新花样

[复制链接]
, v2 w# B* D& a8 n9 ]3 w

原标题:特邀丨防汛抗洪,无人机“玩”出新花样

7 k. h) p+ t4 N& S' c2 j0 O7 M ) |. M5 o r+ I8 q- G# I1 g' a% @" v; [7 O* o9 m9 B

王少海

) E$ `/ A8 s- K. P& i6 b

中海达无人机首席科学家,无人机行业的资深专家,为推动无人机技术发展和行业应用乐此不疲。

! L9 j7 d O! j9 A

今年南方大范围强降雨引发各地汛情告急,城市内涝、山体滑坡、人员被困,险情频发。在抗洪救灾一线,我们不仅看到武警、解放军抗洪救灾的场面,也看到了无人机、无人船、卫星遥感等高科技手段救灾的身影。

+ }1 G8 e/ c& L) \" R

在这些高科技装备中,无人机因反应速度快、侦察范围广、风险系数低,且不受地形限制,成为抗洪救灾强大助力。于是,我们看到无人机既可以寻堤查险、空中侦察,又可以测洪水流速,分析水位淹没,也可以抛投物资、应急通信等等。无人机之所以能在抗洪救灾中能做这些事,得益于无人机搭载的不同载荷。下面,我重点围绕测洪水流速、分析水位淹没、抛投物资三个方面来讲述无人机在抗洪救灾中发挥的作用。

5 C) R( O# o H1 T, J. @6 `

无人机+雷达流速仪,实现精准测流

# h4 P; `" @% J+ O" ~9 p" a

洪涝灾害发生后,抗洪救灾指挥部门当务之急是要知道洪水的流速,这样才能知道受灾区域有多大,然后根据受灾区域合理部署救灾人员实施救援。传统测流的方法有两种:一种是浮漂法,即在河里扔一个草垫,通过测草垫漂浮100米的时间,然后算出水的流速,这种方法流速数据准确性差,且操作有风险;另一种是缆道铅鱼测流法,该办法的转子需要定期校准、测流时间长,同时施工成本高。以100米宽河道为例,该办法的施工成本需要200万元左右。

1 Z) S0 M! Y+ U$ @' M- ~% z

鉴于传统测流方法的不足,声学多普勒流速剖面仪后被引入到水文部门用于水流测速。然而,当洪水流速大于2m/s时,装载声学多普勒流速剖面仪的船只不易控制,这样会大大影响流速数据准确性。同时,当河道中水质含沙超过5kg/立方米时,声学多普勒流速剖面仪就无法正常工作。

Z( R( K4 b9 X7 l, d ; q6 \/ K2 m) { ` z

中海达S100雷达测流系统

# |( b, r l1 a5 o4 p0 X8 y, a0 @

不难发现,无论是传统方法还是声学多普勒流速剖面仪,都属于接触式测流方法,这种方法通常会受制于洪水的影响,不能准确获取流速。而无人机搭载雷达流速仪的非接触式测流方法,不仅可以降低人工测量的危险系数,而且可以提高流速准确度,还可以提高工作效率。以中海达S100雷达测流系统为例,该套系统拥有四大优势:快速非接触精准的提供水流信息,水体流速,同时保证安全;最高50m侦测距离,0.1~15m/s测流范围,±0.02m测流精度;自动采集数据,自动识别水流方向,自动计算流量;全地面站操作,无需操控手手控。基于自身的优势,今年某地区为应对超警戒洪水,当地水文部门使用中海达S100雷达测流系统,快速、安全、高效地完成了洪峰流量的应急监测工作。

: P8 Y. l4 y4 }. L( M8 L

无人机+倾斜摄影测量相机,分析水位淹没

, z6 N' i/ `8 @4 \

在连续的强降雨影响下,河道的水位会持续大幅上涨。当河水超过预警线后,各地防汛部门就需要对水位淹没进行分析和预判,以便于提前组织群众撤离。通常防汛部门通过汇总河道两岸的水位计,以及流速仪等设备来分析水位淹没情况,这种做法不仅不直观,也不够精准。

& h) u6 |; @: V( o7 X- B9 x& ~, r, w4 Z1 p6 Z

中海达S100雷达测流系统测某河流流速

, w. j r. E: t1 S9 [. E( R

通过无人机搭载倾斜摄影测量相机,获取河道的宽、深,流速,以及两岸房屋等信息后,建立三维数字模型,就能根据不同水位,分析出不同水位淹没的情况。以中海达数据管家水文版为例,在建立三维数字模型后,基于这套软件就能模拟水位上升到不同高度时,水位淹没的效果,方便防汛部门科学防控、精准施策。这种做法在过去是很难实现的,因为不同水位淹没分析的数据量太大了,人工很难算出来。即便算出来,耗费的时间长不说,水位淹没分析的精准度也难以保障。

4 W8 t+ p8 n! A: m4 V8 ?( s

无人机+抛投装置,赢取救援时间

: c E# \! A$ U+ R/ ^0 ]- X

当发生洪涝灾害后,灾区会出现人员受困的情况。受道路受阻或洪水湍急的影响,乘坐救援人员的冲锋舟有时难以到达救援地。为避免错失最佳的救援时间,救援人员通过无人机携带水、食物、药品等应急物资及救援装备,飞手根据无人机实时回传的图像确定投放位置后,通过手持地面站把无人机抛投装置打开,将应急物资及救援装备快速精准投放到被困人员手里,提高其生存概率,为救援争取更多的时间

* t5 R6 r& L e

随着无人机在抗洪救灾中大显身手,其在水文、水利、应急等领域的普及程度会进一步提高,有助于推动无人机产业发展。同时,无人机在应用中发现自身问题,有助于厂家改造和完善无人机,进而确保无人机在以后的抗洪救灾中发挥出更大的作用。

6 f/ h# f6 j* N/ c [8 P0 M 3 F# c3 l9 w9 J# l

▲技术人员操控中海达S100雷达测流系统进行作业

9 ^9 O$ Z3 _, C0 \" J1 i$ w

从在2008年汶川地震中崭露头角,到今年年初硬核抗疫,再到在抗洪救灾中大放光彩,无人机之所以能得到广泛应用,归结于以下几个原因:第一精度上,无人机通过引入RTK技术,精度提升至厘米级;第二可靠性上,通过提升结构、材质、电池等方面生产工艺水平,无人机可靠性得到了大幅提升,让无人机真正用起来;第三起降技术上,通过依托复合翼技术和高精度定位技术的成熟和发展,无人机起降技术变得成熟,其起降不受地形限制;第四操作上,无人机去专业化,操作更加智能和便捷;第五续航上,依托电池技术的发展,无人机续航能力得到大幅提升,让多旋翼和固定翼无人机续航时间都实现了翻倍。

4 R* F% T9 u- f& ?" [; Q& ~

随着技术的不断成熟,实用性增强,以及成本的下降,无人机的应用领域在未来会不断扩展,尤其会成为水文、水利、应急等领域的常规监测设备。面对无人机未来发展前景,只有你想不到的,没有无人机做不到的。

' t6 Y& N& Y1 O

编辑/何溪

5 P1 R; r% E3 Z' z% p% M2 T

记得分享/点赞/在看三连哦返回搜狐,查看更多

9 l/ T- P4 R, l9 j+ k # u1 b& c4 z2 p

责任编辑:

8 [0 z# W [/ c( V + I: ~; m( V( A, N {$ R) \. ? ; x, r5 K9 a7 a# K: i 7 p( a: t& ]1 j+ k' Z7 V+ {2 K* S0 M5 d- z" ]
回复

举报 使用道具

相关帖子

全部回帖
暂无回帖,快来参与回复吧
懒得打字?点击右侧快捷回复 【吾爱海洋论坛发文有奖】
您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册
张进国
活跃在3 天前
快速回复 返回顶部 返回列表