淺談無人機技術在防汛工作中的應用研究

李雷　龔甜甜

摘要：長期以來，我國在防汛工作中的檢查、救災等方法都較為傳統，缺少更加完善、高效、便捷的技術和設施，而無人機技術的出現，為提高防汛工作的精準性和高效性提供了一個新的途徑。無人機具有效率高、消耗少、精度準等優勢，是傳統的防汛救災手段無法比擬的，防汛救災工作難度較大、任務繁重，利用無人機技術可根據不同的工作需求完成定制任務和對應的功能。無人機技術在防汛工作中具有極大的推廣價值和應用空間。

關鍵詞：無人機技術;防汛工作;應用研究

引言

近年來，隨著科技的發展，無人機的技術也日趨完善，從一開始的“一飛沖天”，再到智能化無人機的“呱呱墜地”，在險情探測、線路巡檢、災后救援等方面應用廣泛，其在應對洪澇險情等突發事件中的也具有一定優勢。當發生洪澇險情時，受交通、地形、環境等條件限制，無法運用傳統的工作措施時，可利用無人機技術開展信息收集、搶險救援等工作，顯著提高工作效率，還可以大大節約人力成本、減少人員傷亡。隨著無人機技術不斷地進步，作為計算機科學技術結合電氣工程的高端產物，無人機技術不斷投入到我們的生產生活應用中，因此，無人機技術在防汛工作的應用研究，具有十分重要的意義。

一、無人機技術的概述和特點

（一）無人機技術的概述

無人機技術是通過地面遠距離無線遙控和機載計算機程控系統進行操控的不載人飛行器，具有設計結構簡單、分行靈活、運行成本低等特點，利用先進的遙感傳感器、遙測遙控等技術，能夠實現自動化、智能化、專用化快速獲取自然環境、洪澇災區等空間遙感信息，且完成遙感數據處理、建模和應用分析的技術，在防汛搶險、防汛救災等工作的應用也越來越廣泛。

（二）無人機技術的特點

（1）圖像捕捉精準高效

無人機在防汛工作中的表現通常為低空飛行，飛行高度大概是在50-1000米，對于河流、湖泊、水庫等地形地貌的圖像捕捉，屬于近景航空攝影的一種，具有高清晰、大比例尺、小面積、高現勢性的優點，特別適合獲取帶狀地區（如河湖岸線、堤防，道路等）航拍影像，更加符合防汛工作的要求。無人機搭載傳感器和攝像機以后，可以針對防汛應急事件進行大范圍監測，快速捕捉防汛危險、工程薄弱等重點區域，提高防汛工作的針對性和有效性。

（2）設備運行成本較低

無人機與傳統防汛專業設備、通訊信息系統相比，運行費用較低。在防汛搶險、應急救災過程中，對人力、物力、財力的需求量大大減少。利用無人機，可以將拍攝的圖片、檢測的信息實現快速傳輸，獲取信息時間段，切實做到省時省力。

（3）運用操作簡單安全

無人機體積小、動作靈活、起飛降落受場地限制較小，在操場、公路或其他較為開闊的地面均可起降，為航拍提供了操作方便、易于轉場的遙感平臺，穩定性、安全性好。同時，無人機飛行審批手續簡單，許多作業現場是載人飛行器無法到達的空域、高度或危險地區，在防汛搶險、險工探測、應急救援等防汛工作中有廣泛的運用前景。

（4）配置靈活應用廣泛

現代無人機多采用標準化和模塊化設計，可根據不同種類的任務，需要安裝或搭載不同設備，具備不同功能作用，實踐應用廣泛。如，無人機配置影像技術與專業技術集成設備后，可實現將采集的洪澇災情圖像等信息合成，建立三維圖像、三維仿真等模型，進而實現對災情進行評估分析。同時，還可以利用物聯網技術，組建無人機蜂群，根據防汛應對過程中不同的工作需要，實現分工作業、協同作戰。

二、無人機技術在防汛工作中的應用分析

（一）可實現災情信息采集

在發生汛情、險情時，可使用無人機攜帶可見光感相機、熱成像儀積極對洪澇災區的環境進行勘探檢測，將采集的圖像導入數據處理和應用系統中，進行一系列圖像分析，可以進一步對受災對象、距離、面積、范圍等災情信息進行分析，為防汛指揮決策提供第一手資料。同時，無人機還可以充當防汛指揮者的“千里眼”，與國家的其它通信設備相結合，通過遠程系統將前方洪災情況傳輸到后方防汛指揮調度中心，實時了解最新的災區動態。

（二）可進行防汛應急救援

利用無人機可以完成一些應急救援工作，為防汛應急救援提供有利條件。運送應急物資，向受災區域投送應急救援包、對講機等小型應急物資。參與應急救援，在洪水中救援時，利用無人機搭載救援牽引繩，為人員救援創造條件。開展人員搜索，可對失蹤人員進行熱源跟蹤，引導救援人員及時搜救，提高搜救效率。

（三）可執行巡堤查險任務

保障防洪工程安全運行是防汛工作的重要工作內容之一。利用無人機掛載光感相機、熱成像相機等設備，可有效代替人工巡查防洪工程的安全，實時觀察險情發生的動態，不僅能減少人力成本、又能降低巡查人員的危險性。通過無人機監視、偵查，可以及時發現管涌、滲水等險情，第一時間采取搶險補救措施，保障工程安全。大型無人機可懸掛緊急使用的搶修器材，對危險區域進行緊急搶險，大大節約防汛搶險寶貴時間。

三、無人機技術在防汛工作應用中的改進意見

受到技術發展的限制，無人機在實際工作應用中還存在一些不足，在今后的應用中需要加以改進：

（一）動力配置方面

動力配置是無人機飛行的核心。大多微小型無人機的動力系統采用電池供電，如多旋翼無人機一般續航時間30-60分鐘，在搭載工作設備之后飛行時間會更少。由于無人機配置電池容量偏小，飛行滯空時間短，工作效率受到制約。因此，在無人機完成任務重、時間長的防汛工作時，需要配備重量輕、容量大的高性能電池，足以保證完成工作任務。

（二）安全性能方面

安全性能是無人機工作的保證。無人機在執行防汛工作任務時，往往會飛越河流、山川等地形條件惡劣、環境復雜的區域，機身容易發生摩擦、碰撞，甚至會發生“墜機”，這就對無人機的安全性能提出了更高要求。因此，無人機自主防碰撞控制技術仍需改進，結合智能控制技術，為無人機配置智能化、自主化的防撞控制系統，提高安全性能。

（三）控制系統方面

控制系統是無人機技術的關鍵。無人機受無線電遙控或者自動程序控制，目前運用的無人機，在遇到暴風雪、沙塵暴、低溫、濕潤等惡劣環境時，容易發生控制信號衰減、操縱性能降低，甚至可能采集錯誤的信息，大多無法正常執行防汛任務。同時，無人機對電磁環境要求較高，在遭到干擾時，往往會不受控制，甚至變成“無頭蒼蠅”，很難擔當防汛工作重任。因此，無人機控制系統存在一定程度的安全隱患，在防汛工作實際應用中需要對控制系統加以研究，提升無人機的適應性和抗干擾能力。

四、結語

在防汛工作領域，無人機技術憑借其獨特的優勢，為防御洪澇災害提供了快捷高效的技術措施和重要輔助手段，顯著提升防汛工作能力和工作效率，克服了傳統防汛工作中出現的人員精力投入大、工作時效性差等難點，對防汛工作具有重要的實踐意義。無人機技術在防汛救援、險情巡查、指揮決策等各個防汛工作環節均有較大的應用空間，今后隨著科學技術的不斷發展，無人機技術將不斷得到改進和完善，將會在防汛工作中扮演越來越重要的角色，有著光明的發展前景。

參考文獻

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[3]曾令煒，李睿，劉強.基于無人機技術的防汛抗旱減災應用探討[J].治淮，2018，000（010）：33-34.

作者簡介

李雷，出生年月：1985年7月，性別：男，民族：漢族，籍貫：江蘇阜寧，學歷：本科，職稱：工程師，研究方向：水利工程運行管理、防汛抗旱。龔甜甜，出生年月：1988年2月，性別：女，民族：漢族，籍貫：江蘇邳州，學歷：本科，職稱：工程師，研究方向：水利工程運行管理。