無人機技術在防汛搶險災情監測與指揮調度中的應用研究

引言

防汛搶險工作關乎人民群眾的生命財產安全和社會穩定。在面對復雜多變的汛情時，及時、準確地掌握災情信息并進行科學有效的指揮調度至關重要。傳統的災情監測和指揮調度手段存在一定的局限性，如監測范圍有限、獲取信息不及時等。隨著科技的發展，無人機技術憑借其獨特的優勢逐漸應用于防汛搶險領域，為提升防汛搶險工作水平提供了有力支持。

一、無人機技術概述

無人機根據不同的用途和特點，可以分為多種不同的類型[1]。按功能劃分，無人機主要可以分為偵察型、攻擊型、運輸型等；按飛行方式劃分，可以分為固定翼無人機、多旋翼無人機等。在防汛搶險中，常見的無人機主要是多旋翼無人機和固定翼無人機。多旋翼無人機具有垂直起降和懸停能力，適合近距離低空作業，攜帶相機和傳感器，能夠實現靈活的災情監測和救援指揮；固定翼無人機飛行速度快，續航能力強，適合用于大范圍的巡航偵察和遠程監測。無人機的特點主要體現在靈活性、高效性和安全性方面。與傳統有人飛機相比，無人機可以實現低空飛行、長時間懸停和多維度飛行等操作，滿足復雜多變的防汛搶險環境需求。無人機在災情監測過程中，可以利用先進的傳感器和攝像設備，實時采集數據信息，并通過數據處理技術進行智能分析，為指揮決策提供重要支持。無人機的飛行過程不涉及人員風險，可以有效保障救援人員安全。

二、無人機技術在防汛搶險災情監測中的應用

（一）全方位地獲取災情

通過無人機全方位地獲取災情，指揮部能夠及時獲取受災區域的全貌，包括水位變化、洪水擴散情況、道路交通狀況等關鍵信息。這些實時獲取的災情數據為決策者提供了重要參考，可幫助他們準確把握災情發展態勢，科學安排救援資源，提高災情處置效率。

（二）對重點部位的精準監測

通過無人機設備，可以實現對洪水災情中關鍵區域的精準監測，及時獲取目標區域的實時數據，幫助指揮部了解災情的具體情況。無人機可以搭載各類傳感器設備，如高清相機、紅外線相機等，對目標區域進行全天候、多角度的監測，提供高分辨率的圖像，進而為災情評估和救援決策提供準確的參考依據[2]。

（三)夜間及惡劣環境監測

在夜間或惡劣環境下，傳統監測手段存在困難和局限，而無人機可通過搭載紅外熱成像設備、夜視攝像頭等傳感器，可實現對災情的全天候監測。同時，無人機具有靈活的機動性和快速響應能力，能夠迅速進人災區展開監測，為救援行動提供關鍵支持。

三、無人機技術在防汛搶險指揮調度中的應用

(一)構建高效通信網絡

通過建立高效的通信網絡，可以實現指揮中心與無人機之間的實時信息傳遞和數據交換，保證指揮調度的及時性和準確性。高效的通信網絡還可以支持多無人機協同作業，提高作業效率。構建高效的通信網絡的關鍵在于確保通信的穩定性、及時性、安全性。需要選擇適合防汛搶險環境的通信技術，如衛星通信、移動通信等，以保證信息傳輸的穩定性。相關部門應建立專門的通信指揮系統，實現指揮中心與各無人機之間的快速連接和信息傳遞。同時，應對通信網絡進行定期檢測和維護，確保在突發情況下也能保持通信暢通。

(二)提供決策支持數據

在防汛搶險指揮調度中，無人機技術發揮著關鍵作用，通過實時采集各類數據并進行分析和處理，為決策提供支持。無人機可以在災情發生后迅速獲取受災區域的影像信息，為指揮部了解災情提供直觀的數據支持。通過搭載各類傳感器，無人機能夠收集環境參數、人員位置等數據，為指揮員制定救援方案提供全面的信息支持。無人機還可以實時傳輸數據到指揮中心，使決策者可以實時監測災情變化，快速進行調度決策。

(三)實現精準的任務分配

通過對災情數據的實時監測和分析，結合無人機的通信網絡和圖像采集能力，可以迅速確定災害現場的具體情況和需求，為指揮中心提供準確的決策支持數據[3]。借助無人機的空中機動能力，可以快速響應，實時傳輸緊急信息，幫助指揮中心制定精準的救援方案，有效地提高救援行動的效率和準確性。

四、應用案例分析

(一)案例概述

沿海某地區近期發生了一次強臺風引發的洪澇災害，造成了嚴重的人員傷亡和財產損失。在應對這一災害過程中，無人機技術發揮了關鍵作用。無人機通過實時、全方位地獲取災情，快速掌握災情蔓延情況，為后續救援工作提供了重要信息支持。無人機精準監測了災害區域的重點部位，為救援人員提供了詳細、全面的災情數據，有針對性地指導救援行動。夜間及惡劣環境監測進一步提升了災情監測的全天候性和準確性，保障了救援工作的順利進行。

(二)應對過程

災害發生后，無人機迅速響應，執行空中勘察，通過高清晰度圖像快速捕捉災情全貌，實時傳輸至指揮中心。在災情監測方面，多架無人機迅速升空，對主要河流、湖泊及重點堤壩區域進行實時監測。通過水位監測，及時掌握了水位的快速上漲趨勢，為提前轉移下游居民爭取了寶貴的時間。在堤壩隱患排查中，無人機發現了一處堤壩背水坡的局部滲漏點，經及時處理，避免了險情的擴大。同時，利用無人機對受災范圍進行評估，準確地統計出受災村莊的數量、農田淹沒面積以及道路損壞情況，為后續的救災物資調配提供了精準依據。在指揮調度方面，無人機作為通信中繼平臺，保障了受災嚴重且通信中斷地區與指揮中心的通信聯系。現場搶險人員通過無人機傳回的實時視頻，向指揮中心匯報救援進展和遇到的問題，指揮中心根據這些信息及時調整救援方案，增派救援力量。在救援過程中，無人機實時監控救援行動，引導救援隊伍快速找到被困群眾，成功解救了多名受困人員，大大地提高了救援效率。

(三)應用效果評估

通過案例研究發現，無人機技術在防汛搶險中能夠確保信息獲取的全方位性和精準性，為指揮調度提供重要的數據支持，提高了災情評估的準確性和指揮調度效率[4]。在實際操作中，無人機技術在協調多部門合作、提高應急響應速度等方面表現出積極的作用。無人機技術在防汛搶險災情監測與指揮調度中的應用，能夠顯著提高防汛救援工作的效果，極大地提升了抗災能力和應對災害的效率。

五、無人機技術應用面臨的挑戰

(一)技術層面

第一，續航能力不足。長時間飛行對于監測和指揮調度至關重要，而續航能力不足可能限制無人機的作業范圍。針對這一挑戰，需要不斷優化無人機的電池技術、智能節能管理系統以及飛行控制算法，以實現更長時間的飛行和更廣覆蓋的范圍。第二，數據傳輸不穩定。在應對災情時，數據傳輸的不穩定性可能導致信息延遲或丟失，影響指揮調度效果。提升數據傳輸穩定性，確保信息能夠及時、準確地傳輸，對于提高防汛搶險工作效率至關重要。第三，載荷限制。由于無人機自身重量和尺寸，攜帶的傳感器設備和救援物資受到一定的限制，影響了其在救援行動中的實用性和效率。

(二）操作與管理

第一，專業人員短缺。操作人員需要具備飛行技能、數據分析能力以及指揮調度經驗。目前，市場上缺乏高素質的無人機專業人才[5]。第二，飛行安全管理。飛行前需嚴格檢查設備，確保正常運行；遵守相關規定和標準，保證飛行安全；加強人員培訓，提升應急處置能力；定期維護和保養設備，確保良好狀態。第三，多部門協同。在無人機技術應用過程中，多部門協同是一個關鍵挑戰。各部門間信息共享不暢、責任界定模糊，導致指揮調度效率低下。應建立跨部門的合作機制，明確各部門的任務分工和信息交流渠道，提升防汛搶險工作的協同性和整體效能。

（三）法律與監管

第一，空域管理法規。在無人機技術應用中，空域管理法規是關乎飛行安全和空域秩序的重要方面。當前存在的挑戰包括空域管理法規體系不完善、監管標準不統一等。應加強對無人機空域管理法規的研究，統一空中交通管理標準，明確無人機的飛行范圍和規則，最大限度地降低飛行事故的發生概率。第二，隱私保護。隨著無人機在災情監測和指揮調度中的廣泛應用，可能涉及個人隱私數據和敏感信息。如何確保在信息采集和傳輸過程中，避免侵犯個人隱私、防止數據泄露成為重要課題。

六、應對策略

(一)技術創新策略

1.提升無人機技術。針對無人機在防汛搶險中的短板，可通過研發高能量密度電池、優化飛行控制系統、采用節能材料等手段提升續航能力。此舉有助于延長無人機在空中的停留時間，提高其在災情監測和指揮調度中的作業效率，為防汛搶險工作提供持續、穩定的技術支持，提升工作效率。

2.增強載荷能力。通過研發輕型、高強度材料制作載荷模塊，提升無人機攜帶能力。結合先進的傳感技術，實現對載荷的實時監測與調整，確保攜帶物品的安全性。采用模塊化設計，根據任務需求靈活更換載荷模塊，提高無人機的適應性和多功能性。通過這些措施，可以有效地滿足防汛搶險災情監測與指揮調度中的多樣化需求。

3.優化自主飛行技術。通過引入先進的自主飛行算法和傳感技術，實現無人機在各種復雜環境中自主避障、規劃路徑和控制飛行，提高其飛行的安全性和適應性。同時，結合人工智能技術，優化自主飛行決策，使無人機能夠更加智能地完成任務，減輕操作員負擔，提高工作效率和精準度。

(二)安全保障策略

1.加強隱私保護。隱私問題涉及個人信息安全和合法權益的保護，需要建立嚴格的數據采集、傳輸和存儲標準。要加強用戶隱私意識培養，強調數據使用的合規性與安全性，加大監管力度，建立健全的隱私保護法律法規體系，為無人機技術應用提供更加有力的保障。

2.保障航空安全。為了保障航空安全，需要制定嚴格的飛行規章制度，確保無人機飛行符合法規標準。應提高飛行人員的技術水平，確保他們能夠熟練應對各種飛行情況。另外，定期對無人機進行維護保養和技術檢測，減少因設備故障引發的安全隱患。建立健全的事故應急預案和應急響應機制，確保在發生意外情況時能夠及時、有效地處置，最大限度地減少安全風險。

3.確保數據安全。在無人機應用中，數據安全至關重要。為確保救援數據的安全性與保密性，需加密通信管道，采用安全協議傳輸數據，建立權限控制機制，禁止未授權訪問。此外，定期更新防護措施，加強數據備份與恢復機制，提高數據抗毀性，以應對可能出現的安全威脅，確保數據的完整性與可靠性。

（三）完善法律法規

第一，優化空域管理政策。優化空域管理政策的關鍵在于建立健全的管理機制，明確無人機飛行的規則和程序，避免空中交通混亂和沖突。需要加強對無人機飛行活動的監管和管理，確保飛行安全和空域資源的合理分配與利用。應加強與相關部門的協調合作，共同制定完善的管理政策，推動無人機技術在防汛搶險中的有效應用。第二，加大監管力度。需要建立健全的法律法規框架，明確無人機在防汛搶險中的監管責任和權限，規范其應用范圍和程序。要加強部門間的協作與信息共享，完善監管制度，建立監督檢查機制，確保無人機技術在防汛搶險工作中的規范、有效應用。

結語

綜上所述，無人機技術憑借其靈活性高、時效性強、監測范圍廣、數據采集多樣等特點，在防汛搶險災情監測與指揮調度中發揮著不可替代的作用。通過水位監測、堤壩隱患排查、受災范圍評估、現場通信保障、決策制定輔助等，無人機為防汛搶險工作提供了及時、準確的信息支持，提高了搶險救援的效率和科學性。盡管在應用過程中面臨一些挑戰，但隨著技術的不斷進步和相關措施的完善，無人機技術必將在防汛搶險領域得到更廣泛、深入的應用，為保障人民群眾的生命財產安全做出更大貢獻。

參考文獻

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[3]侯智，張健，劉燕.無人機在農業災情監測和植保中的應用[J].農業工程技術，2020，40(33)：31-32.

[4］李美玉.無人機在供水巡查及防汛指揮調度中的應用[J].中國防汛抗旱，2022，32（S1）：196-198.

[5]李曉通.多旋翼無人機技術在防汛搶險中的應用[J].中文科技期刊數據庫（全文版）工程技術，2022(04) :172-175.