淺析無人機在水文測驗和信息化管理中的應用

汪敏華

湖北省襄陽市水文水資源勘測局 湖北 襄陽 441003

引言

在水文信息化測驗期間，技術人員可在無人機的支持下進行地面、水文信息的在線監控，可在“3S”技術的動態輔助監控中采集離散化的數據信息，從而提升水文測驗的合理性。因此，無人機可在遙感技術的支持下測量出有色溶解性有機質、總磷、總氮等指標數據，可在廣譜技術協調下整合水質特點及空間數據模型。通過得到動態化的水文數據信息，并在信息化管理控制中對得到的數據進行在線記錄、評價、分析、監控，從而提高水文測驗的有效性。

1 無人機在水文測驗和信息化管理中的應用價值

無人機技術可利用自控程序系統進行飛行器的實時控制，可方便在水文數字化的控制模式中得到、統計、評價出水土流失的問題。在此期間，飛行器可在自動化、信息化系統的實踐分析中得到待測地區的地貌、綠化、生態氣候等數據，有利于測試出河流上下游的水體清潔度、水體性能指標等系統。同時無人機技術能夠第一時間測驗隱蔽、危險地區的環境特征，且可結合可視化系統將實時數據、圖像、視頻進行標識，方便技術人員進行在線數據分析控制[1]。由此可見，該技術可提高緊急、不安全事件的預警效率，一旦災區有山體滑坡、泥石流等現象時，自動化水文監控系統可在航拍測試中進行監控，并以生命特征的形式記錄各救援要求和救援信息。通過利用線上收集系統對水資源、水利地理信息進行巡視統計，可在傳感控制中快速得到水庫、堤壩作業的實時監控要求。同時，在線作業信息測驗中，無人機技術可在監控定位、自動歸檔、自動檢測技術的支持下匯總需求的水文信息，可消除傳統信息存儲的困難。

2 無人機在水文地形測量中的應用方法及信息化管理

2.1 地形圖測量

在水文地形圖的測量監控中，無人機系統可在指定區域建立勘察站點，針對水文調查報告進行改造優化，方便得到翔實的地形圖信息。尤其是傳統水文地形勘測的難度相對較高，部分工藝無法進行人力干預，可解決地形勘測任務不合理的問題。在此期間，無人機作業可分析地形圖作業過程的特點，方便在精準測試、作業監控中控制作業范圍，以便在人為測量控制期間解決成圖控制、航拍監控、地理位置信息測試方面的問題。其中，測量期間應注意以下幾方面的測試要求:第一，在人工測圖中，無人機可利用自動化系統將收集的點、線、面信息進行控制，再結合既定的測量模式監控外業作業模式及作業要求，以便快速得到測量需求。第二，在無人機航片測試控制期間，系統可進行大范圍的視覺成圖，且成圖的速率相對較快。但是，控制期間應注意飛機航片的申請步驟，故需探討影響測試實踐的限制要求及影響條件。值得注意的是，航片的運營成本較高，水文地形圖測量應注意監控測試。第三，監控系統可利用GPS地圖衛星數據（百度、谷歌）地圖顯示出不同區域的衛星影像圖示，在遙感技術的控制支持中得到1:2000～1:1000000比例圖示信息，且不同大小的比例尺可用于不同控制環境中。例如小比例圖示信息調查中，可標識出航拍細節。第四，在航拍數據測試中，可提高圖像分辨率至0.1m的精準度內，通過對小范圍內的航拍信息進行測試，在高分辨率控制支持下對時效性的信息進行整合，可方便無人機進一步鞏固測試信息。

2.2 水資源巡查成圖控制

無人機自動化監控技術可利用微波技術對水文特征進行反射、監控，以便持續性得到穩定的控制數據。在此期間，系統需要具有較好的穩定性，其原因是穩定的放射微波可在標識河流速度、無人機飛行速度等指標，有利于控制外界環境干擾而造成航拍數據誤差。從水文監控的角度來講，水資源巡查控制可在翔實的巡查監控中得到不同地段的水文巡查信息，在此過程中，無人機可在高處進行持續作業，在此期間技術人員可評價勘測對象信息理論、巡視目標、飛行范圍的同時進行立項控制。同時，在低空飛行作業中，無人機可明確航拍范圍及航拍資源，在必要的信息巡查中評價出水資源的特征信息。總之，在航拍數據上傳中，自動化系統也會對比出不同地段的巡查成圖數據及地面工作站點特征，方便飛行器在清晰地監控分析中得到水資源的動態數據特點。落實監控數據后，系統可根據不同水資源信息的分類標識出水體中化學元素（N、O、S、P等）含量，建立電子版的巡查效果圖，能方便調查、監控出水資源的巡查效果和成圖效果。

3 無人機在水文三維地圖測驗和信息化管理中的應用

3.1 三維地圖信息的管理

在3D水文地圖信息監控中，信息化系統可協調GPS、水質監控裝置方面的信息理論，可利用三維數字模型將所涉及的數據進行編撰，再結合查看、控制、評價、匯總等方面的控制模型對淹沒區的3D水文模型進行直觀調查，可方便航測控制及評價過程。其中，具體應結合以下要點進行評測：第一，在三維地圖評測中，無人機可結合紅外線及遙感模型對平面圖示、地質圖示、二維圖示進行標注，同時結合專業性的圖像標注得到專業的控制邏輯，也可讓控制區域的數據圖像更為直觀，且所呈現的評價數據更為精準。在此期間，三維繪圖也可利用傾斜攝影模式對狹窄、小體積的水文信息進行在線定位，依據仿真模型進行線下建模，可為后期信息數據的統籌提供理論支持。第二，在三維建模期間，無人機可在有效航拍、科學建模的支持下建立基本圖示，再結合單體控制模型分類標注出用戶所關心的形象要求。例如在信息化管理期間可利用大數據系統協調各類基站、水文站、氣象測驗站點的承建信息，幫助技術人員依據現有建筑物標注、評測出某一具體點位的外觀尺寸，有利于提高水文測量信息的數據精準度。通過采用精細化管理模式建立“云計算”“云控制”端程，可方便無人機在特定的角度內進行拍照，并在匯集光點云數據的模式中展開現場數據統籌，以便在科學的矢量標注，評價中搭建精準、翔實的3D對象信息。例如需測量某一地段的總氮含量時，無人機則需定位出該地段的經緯度，并將涉及的站點信息、控制儀器信號作為數據錄入的標注對象，可在查閱評價、對比查詢的控制管理中完成數據的篩選、打印操作。第三，在3D地圖應用協調中，無人機可借助水文站點信息標注出各個地段的地貌特征，且所得到的地圖可在旋轉控制、實體模型監控的支持下得到直觀的數據理論，以便在航拍器中展現出真實的水樣模型數據。總之，搭建矢量圖形指標，結合大數據對機組進行必要的傾斜控制，可在人工數據調控中監控出各個地段的水文信息、坐標數據、水深距離等參數指標。同時，在站點信息統籌期間，信息化系統可根據勘測要求得到不同項目的運用規劃、站點設計信息、水文站數據建設模型、河湖資料普查信息的實景參數。當技術人員需要調取相關控制數據時，僅需在自動化控制系統中輸入指定關鍵字，再評價出不同平面、立體圖示的淹沒數據，可消除煩瑣作業、長時間作業、施工線條控制方面問題[2]。同時，在線條淹沒分析中，技術人員可在自動化控制系統中輸入運算邏輯及運算數據，再結合自動化淹沒展示特征得到控制結果。

3.2 信息化應用資源設備監控

在裝置安全性能測驗期間，技術人員可利用無人機評價出水庫、堤壩區域的環境特點，包括于堤壩的高程、水深等參數，并在航拍監控中對所使用的水利設備組件展開巡檢監控，可在水庫周邊建立出可控的巡檢機制。在環境測驗過程中， 無人機可高效匯總與水文測驗相關的監控任務，再結合重要的無人機機組對所涉及用水機械設備功能進行監控。通過落實階段性的巡視方案，明確水庫周圍的惡劣地形，可為技術人員提供完整的監控方案。同時，在水文信息測流控制中，無人機可利用光學、升學的技術收集雷達、水位器、GPS電臺中的有線數據，在必要的數據轉換、控制、協調下搭建中轉電臺裝置。總之，在無人機測流過程中，無人機可在線評估出河流的汛期，并在評估洪水數量的期間分析出河面水流量的控制及推演。當完成快速響應、協調評估中對測流信息進行校準，可及時評價出不同天氣環境下水流流速的特點要素，也能在預警測試、人工測量控制的風險校準中鞏固水文測量質量。

4 結束語

綜上所述，將無人機應用至水文測驗控制中，使用信息化技術評價出水文信息特點及應急要求。另外，為提高水資源應急監控、評價的質量，需要高效的評價出水文條件和地質條件之間的限制關系，能在必要的監督控制、在線分析、水文測驗支持下得到水文數據的應用需求。