官厅水库充分利用卫星遥感等现代化技术手段,加快监测感知体系建设,强化数字孪生水利建设。
官厅水库作为中华人民共和国成立后兴建的第一座大型水库,在防洪、供水、灌溉等方面发挥了巨大作用。近年来,官厅水库按照《水利部关于推进水库、水闸、蓄滞洪区运行管理数字孪生的指导意见》要求,充分利用卫星遥感等现代化技术手段,加快监测感知体系建设,强化数字孪生水利建设。
无人机在官厅水库应用的必要性
监测感知数据是构建数字孪生水利体系的前提和基础,而无人驾驶航空器(以下简称无人机)作为重要的监测感知技术工具,在官厅水库数字孪生系统中发挥着不可替代的作用。通过无人机高精度定位、实时数据监测传输、智能分析等功能,官厅水库形成了集水质监测、水位监测、地形测绘与库容管理、生物保护和生物多样性监测、执法取证、应急救援于一体的应用体系,推动数字孪生水利监测感知体系向智能化模式发展。
无人机凭借其灵活性强、覆盖范围广、作业成本低等优势,在多个领域展现出巨大的应用潜力。通过搭载高清视频采集、AI智能分析、智能测流等传感器和设备,结合地面控制站可远程实现无人化飞行、无人化管理、无人化分析的智慧巡航,实现对水库及其周边区域高精度、全方位的监测和数据采集。这些数据包括但不限于地形地貌、水质参数、气象条件、植被覆盖等,为数字孪生系统提供了丰富的实时数据源。数据经过处理和分析后,可以生成高精度的三维模型和虚拟场景,为水库管理和流域治理提供了直观的视觉化支持。
无人机技术的核心优势在于其高效的信息采集和实时传输能力。传统的水库巡检方式需要投入大量人力和物力,不仅巡检周期长、准确性有限,还存在着较高的安全风险。无人机则能够迅速、全面地覆盖巡检区域,实现高清图像和视频资料的实时收集,大幅提升巡检效率。这种高效的数据采集方式,使得水库管理部门能够及时了解水库的运行状态,对潜在的安全隐患进行快速响应和及时处理。
此外,无人机在洪水调度和防洪抢险方面也展现出了巨大的潜力。如官厅水库遭遇特大暴雨时,无人机可作为空中“哨兵”,及时快速有效到达险情处置现场,从空中把现场场景视频实时传送至指挥平台。指挥决策部门能够第一时间了解掌握抢护现场情况,对险情进行准确判断与快速处置,有效提高了防洪抢险的反应能力和突发事件的应对能力。
无人机的优势还体现在其高精度的数据收集方面。无人机巡检系统搭载的传感器和相机可以提供高质量、高精度的巡检数据。通过图像分析技术,可以获取水库水位、水质、水库结构等相关信息,为水库的维护和管理提供科学依据。这些数据不仅有助于及时发现和处理潜在的安全隐患,还能为水库的调度和运行提供精准的决策支持。
无人机应用的关键技术
自动巡检技术。无人机自动巡检技术采用自动驾驶仪、路径规划算法、视觉辅助定位等系统工程,可通过地面控制站对无人机下发指令,无人机自动按照预设的时间、航线执行飞行任务,过程中无需人工干预即可完成巡检,大幅提升了巡检自动化水平和作业效率。
激光雷达技术。无人机激光雷达技术基于激光测距原理,通过向目标发射激光脉冲,并监测脉冲反射状态,经数据处理单元进行信号放大、滤波、计算等处理,将探测目标距离数据转化为三维空间坐标,实现对探测目标位置、高度等空间形态信息的采集。

