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0 [, F$ C8 Z# Y3 J 原标题：特邀丨防汛抗洪，无人机“玩”出新花样 - Y3 b6 i3 [0 i) i7 u& E. E5 Q
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王少海
! e( f, ]3 _: E, w 中海达无人机首席科学家，无人机行业的资深专家，为推动无人机技术发展和行业应用乐此不疲。 ; i- \6 s2 b' A+ K. v% y* X4 Z, q( h
今年南方大范围强降雨引发各地汛情告急，城市内涝、山体滑坡、人员被困，险情频发。在抗洪救灾一线，我们不仅看到武警、解放军抗洪救灾的场面，也看到了无人机、无人船、卫星遥感等高科技手段救灾的身影。 ; N0 P# }1 H/ _- Y3 s- G
在这些高科技装备中，无人机因反应速度快、侦察范围广、风险系数低，且不受地形限制，成为抗洪救灾强大助力。于是，我们看到无人机既可以寻堤查险、空中侦察，又可以测洪水流速，分析水位淹没，也可以抛投物资、应急通信等等。无人机之所以能在抗洪救灾中能做这些事，得益于无人机搭载的不同载荷。下面，我重点围绕测洪水流速、分析水位淹没、抛投物资三个方面来讲述无人机在抗洪救灾中发挥的作用。
& \% d8 E$ M# [" f& O6 [$ G 无人机+雷达流速仪，实现精准测流 $ Z; X! c/ ?9 t0 B4 {; P" l" h
洪涝灾害发生后，抗洪救灾指挥部门当务之急是要知道洪水的流速，这样才能知道受灾区域有多大，然后根据受灾区域合理部署救灾人员实施救援。传统测流的方法有两种：一种是浮漂法，即在河里扔一个草垫，通过测草垫漂浮100米的时间，然后算出水的流速，这种方法流速数据准确性差，且操作有风险；另一种是缆道铅鱼测流法，该办法的转子需要定期校准、测流时间长，同时施工成本高。以100米宽河道为例，该办法的施工成本需要200万元左右。
2 K* Z! V& z+ k 鉴于传统测流方法的不足，声学多普勒流速剖面仪后被引入到水文部门用于水流测速。然而，当洪水流速大于2m/s时，装载声学多普勒流速剖面仪的船只不易控制，这样会大大影响流速数据准确性。同时，当河道中水质含沙超过5kg/立方米时，声学多普勒流速剖面仪就无法正常工作。
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▲中海达S100雷达测流系统 8 Q$ T" d# a! y$ S
不难发现，无论是传统方法还是声学多普勒流速剖面仪，都属于接触式测流方法，这种方法通常会受制于洪水的影响，不能准确获取流速。而无人机搭载雷达流速仪的非接触式测流方法，不仅可以降低人工测量的危险系数，而且可以提高流速准确度，还可以提高工作效率。以中海达S100雷达测流系统为例，该套系统拥有四大优势：快速非接触精准的提供水流信息，水体流速，同时保证安全；最高50m侦测距离，0.1～15m/s测流范围，±0.02m测流精度；自动采集数据，自动识别水流方向，自动计算流量；全地面站操作，无需操控手手控。基于自身的优势，今年某地区为应对超警戒洪水，当地水文部门使用中海达S100雷达测流系统，快速、安全、高效地完成了洪峰流量的应急监测工作。 + I8 a& }. m* g, q
无人机+倾斜摄影测量相机，分析水位淹没 * ^7 D# y* j3 _+ K
在连续的强降雨影响下，河道的水位会持续大幅上涨。当河水超过预警线后，各地防汛部门就需要对水位淹没进行分析和预判，以便于提前组织群众撤离。通常防汛部门通过汇总河道两岸的水位计，以及流速仪等设备来分析水位淹没情况，这种做法不仅不直观，也不够精准。 ; h- c' p4 q# t! Q
% `' }6 ^4 ]9 [+ N0 z- Z ▲中海达S100雷达测流系统测某河流流速 $ \" e5 `3 M5 Z6 S1 W4 y
通过无人机搭载倾斜摄影测量相机，获取河道的宽、深，流速，以及两岸房屋等信息后，建立三维数字模型，就能根据不同水位，分析出不同水位淹没的情况。以中海达数据管家水文版为例，在建立三维数字模型后，基于这套软件就能模拟水位上升到不同高度时，水位淹没的效果，方便防汛部门科学防控、精准施策。这种做法在过去是很难实现的，因为不同水位淹没分析的数据量太大了，人工很难算出来。即便算出来，耗费的时间长不说，水位淹没分析的精准度也难以保障。 - r9 C. @% z2 n% A1 Y3 a/ M3 ?
无人机+抛投装置，赢取救援时间
* `4 I# E+ I7 L3 v; J b, ^3 q 当发生洪涝灾害后，灾区会出现人员受困的情况。受道路受阻或洪水湍急的影响，乘坐救援人员的冲锋舟有时难以到达救援地。为避免错失最佳的救援时间，救援人员通过无人机携带水、食物、药品等应急物资及救援装备，飞手根据无人机实时回传的图像确定投放位置后，通过手持地面站把无人机抛投装置打开，将应急物资及救援装备快速精准投放到被困人员手里，提高其生存概率，为救援争取更多的时间。 $ w8 _: v" H$ X( o* B
随着无人机在抗洪救灾中大显身手，其在水文、水利、应急等领域的普及程度会进一步提高，有助于推动无人机产业发展。同时，无人机在应用中发现自身问题，有助于厂家改造和完善无人机，进而确保无人机在以后的抗洪救灾中发挥出更大的作用。
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( l: e+ ~! v, K7 |+ u5 B( V4 q ▲技术人员操控中海达S100雷达测流系统进行作业
8 M- p4 R/ n* ]* A. P 从在2008年汶川地震中崭露头角，到今年年初硬核抗疫，再到在抗洪救灾中大放光彩，无人机之所以能得到广泛应用，归结于以下几个原因：第一精度上，无人机通过引入RTK技术，精度提升至厘米级；第二可靠性上，通过提升结构、材质、电池等方面生产工艺水平，无人机可靠性得到了大幅提升，让无人机真正用起来；第三起降技术上，通过依托复合翼技术和高精度定位技术的成熟和发展，无人机起降技术变得成熟，其起降不受地形限制；第四操作上，无人机去专业化，操作更加智能和便捷；第五续航上，依托电池技术的发展，无人机续航能力得到大幅提升，让多旋翼和固定翼无人机续航时间都实现了翻倍。 4 g6 B l5 h3 i7 {0 N- Z, k
随着技术的不断成熟，实用性增强，以及成本的下降，无人机的应用领域在未来会不断扩展，尤其会成为水文、水利、应急等领域的常规监测设备。面对无人机未来发展前景，只有你想不到的，没有无人机做不到的。 3 ]9 l* |2 C( R; y/ x1 ^
编辑/何溪 4 Z- `1 X; \+ F4 C, C) U
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