无人机在工程观测中的应用

无人机在工程观测中的应用

孙婉容

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摘要：随着我国经济建设和社会发展，水利水电事业也取得了长足进步。但是由于自然条件、技术水平等因素限制，一些地区仍然存在水文站网不健全、监测手段落后、信息化程度低等问题。因此，为满足日益增长的水文需求，必须加强对水文要素的动态监测与分析能力。本文重点研究无人机在工程观测中的应用，提出若干建议，旨在逐步提高无人机在水文观测的水平。

关键词：无人机；水文；观测；应用

前言：现阶段，对于水文工程来说，其主要是为了能够更好地满足人们日常生活和工作所需而建设的。因此，在实际开展水文工程建设时，不仅要确保该项目自身具有较高的质量水平，同时还应当尽可能降低其对周边环境造成的影响。

一、无人机在工程观测中的应用意义

传统人工巡测方式费时费力且效率低下，难以及时获取准确可靠的数据资料；而利用先进设备进行自动或半自动化观测则可以有效提高工作效率并降低劳动强度。近年来兴起的无人机以其机动灵活、操作简单、成本较低等优势成为一种重要的新型观测装备，已经广泛用于气象探测、地质勘探、电力线路巡视、河道管理、森林防火以及应急救援等领域。目前国内外学者针对不同类型的观测任务开展了大量卓有成效的探索性试验，积累了丰富经验，同时也发现了许多亟待解决的难题。例如，如何实现大范围高精度快速测量、如何保证作业安全避免人员伤亡、如何应对复杂多变的天气状况确保正常运行、如何克服恶劣环境影响保障仪器稳定发挥作用。这些都是当前急需深入探讨的科学问题[1]。本文将结合具体项目介绍无人机在水文行业的应用情况，总结相关实践成果，旨在促进无人机在水文行业的进一步推广普及。

二、无人机在工程观测中的应用案例

（一）项目概况

本次勘测任务为某市新建铁路沿线地质灾害调查与评价工作，该段线路长度约20km。由于该区域地形地貌较为复杂、植被茂密等原因，导致传统人工实地测量难度较大且效率较低；同时考虑到该地区属于高铁建设规划区，若采用常规手段开展勘察工作将严重影响工期进度和施工安全性。因此，有必要利用先进技术对该地点展开详细勘察并获取准确数据信息用以指导后续工程建设。此外，还需完成相关资料收集以及现场踏勘工作，从而为后期设计提供可靠依据。 本次勘察主要内容包括：(1)了解当地气象条件及环境情况；(2)确定测区内是否存在已知滑坡隐患或不稳定斜坡体；(3)查明地表水体分布特征及其补给来源；(4)初步分析地下水类型、水位埋深变化规律及含水层富水程度；(5)通过钻探取样试验获得岩土物理力学参数指标。

（二）数据资料收集及预处理

（1）对于该项目来说，主要是为了能够更好地完成相关工作任务。因此，在进行勘察时，就要做好相应的准备工作，并且还应当结合实际情况来选择合适的设备和仪器等。同时，还应当做好相应的记录工作，以便于后期可以随时查阅；另外，也应对所获得的信息进行整理、分析以及保存等操作。而在这个过程中，最重要的就是要保证其具有一定的准确性与可靠性，这样才能使得最终得到的结果更为精确[2]。（2）由于本次测量区域内没有任何的建筑物或者其他障碍物，所以只需将飞机飞到指定高度即可起飞。但值得注意的是，在正式开始之前，首先应当确定好具体的位置，然后再按照要求设置好航线。一般来说，都会采用GPS定位系统来实现这一目的，从而确保整个测量活动顺利开展。此外，在进行勘测时，还应当充分考虑当地的地形地貌特征，尽可能减少外界因素带来的影响。 （3）在进行勘测作业时，不仅仅要注重前期的规划设计，同时还应当重视后续的管理维护工作。因为一旦出现问题，那么将会给整个测量工作造成严重后果。例如：如果天气状况不好，则很有可能导致飞机无法正常起降；又如：如果遇到雷雨天气，则很容易发生坠毁事故等等。因此，必须加强对这些方面的关注度，避免类似事件再次发生。（4）除上述内容外，还应当提前制定出合理有效的应急方案，以便在突发意外时可以及时采取措施加以解决。

（三）数据处理

对于该项目来说，其主要是通过使用网络来实现对相关信息和资料等方面的收集。同时还要结合实际情况做好相应的勘察工作，并且将这些内容都输入到计算机当中去，这样就能够为后续的数据分析提供良好的基础条件。除此之外，还可以利用一些先进的技术手段来开展相应的测试活动，从而使得各项参数得到更好地了解与掌握，进而保证最终结果具有更高的准确性以及可靠性。另外，如果发现有任何问题存在时，也应该及时采取有效措施加以解决，以便促使整个过程朝着正确方向不断发展下去[3]。比如说，在进行高铁建设时，由于涉及很多站点，所以必须要加强对各个环节的重视程度，尤其是其中所包含的各种数据，更是不能忽视。只有确保所有数据都足够精确，才能够真正意义上发挥出作用价值。

三、无人机在工程观测中的应用前景

对于水文工作来说，其主要是通过相关的仪器和设备来完成相应的测量任务。但是由于一些地区地形比较复杂，因此很难使用传统的方式来开展相应的勘测活动。而利用无人机技术就可以很好地解决这一问题，不仅能够有效提升数据采集效率，还可以保证所获得信息更加准确、可靠。此外，如果遇到了突发性事件，也可以及时将现场的实际情况反馈给上级部门，从而为后续的决策提供重要依据。同时，在进行洪水预测时，需要提前做好准备工作，并且要结合当地的具体情况以及以往发生过的灾害等内容来制定出合理的方案，这样才能确保最终得到的结果具有较高的参考价值。除此之外，在进行洪水预报时，还应该充分考虑到以下几个方面：首先就是要明确不同区域的洪峰流量；然后再确定水位变化的范围；最后则是要分析可能会出现的各种影响因素，如降水量等等。只有全面掌握这些内容后，才可以使得整个过程变得更为科学化与规范化。对于一些大型的水利工程来说，需要提前做好相应的准备工作。首先就是要对整个工程当中所涉及到的水文信息和数据等内容进行收集整理，然后再将这些资料提供给相关部门作为参考依据。其次是要对所搜集来的资料进行分析处理，从而得到一个比较准确的结果，并且还可以通过这个结果去预测未来可能会出现的问题以及发生的概率。最后则是要制定出一套合理科学的方案，这样就能够保证工程施工过程更加顺利地开展下去。但是如果仅仅只依靠人力去完成这一系列操作是非常困难的，不仅耗费时间长、效率低，还会影响最终的效果。所以说我们应该利用先进的技术手段来提高工作人员的工作质量与效率，使得他们能够有更多的精力投入到其他方面的研究之中。随着科学技术水平的不断提升，越来越多的新型设备被研发了出来，其中最具有代表性的就是无人机。它主要是由无线电遥控设备或者计算机控制装置操纵的不载人飞机或直升机，包括飞行平台及任务载荷两大部分。目前已经广泛运用于军事侦察、航空摄影、农业生产、灾害评估、城市管理、环境监测、气象探测等领域。近年来，无人机在水文行业也开始崭露头角，采用无人机航拍图像识别方法提取了地形因子，建立了适用于黄土丘陵区的分布式水文模型，实现了流域径流模拟精度的显著提高，结合无人机倾斜摄影测量技术，提出了一种快速构建数字高程模型DEM的新算法，可有效解决传统DEM生成方式耗时费力的缺点。

四、结语

综上所述，无人机在测绘工程中有着良好的应用效果，适用范围比较广泛，具有一定的优势，必须予以重视。为提高测绘工作效率，应当坚持新的测绘工作理念，不断创新无人机测绘技术，并将其贯彻落实于地图绘制，以提高无人机测绘技术水平。

参考文献：

[1]韩晋榕 . 无人机技术在测绘工程测量中的应用 [J]. 科技与创新，2020（2）：156-157.

[2]佟永超，高凌飞 . 无人机技术在测绘工程测量中的应用 [J]. 居舍，2019（15）：180.

[3]陈春梅 . 无人机技术在测绘测量中的应用分析 [J]. 建筑工程技术与设计，2018（13）：390.