管文堯，潘 盼

（江蘇省常州市河道湖泊管理處,213000，常州）

無人機遙感系統(tǒng)也稱無人駕駛航空器系統(tǒng)，由無人機飛行平臺、遙控系統(tǒng)、地面信號接收站和主控制系統(tǒng)組成，具有利用當前衛(wèi)星定位、通信、網(wǎng)絡、遙感等技術實時傳輸影像及獲取數(shù)據(jù)等功能。作為現(xiàn)代化空間數(shù)據(jù)獲取平臺，具有低成本、高靈活等特點，將其應用于河道湖泊日常管理將開創(chuàng)數(shù)據(jù)驅動管理新氣象、夯實智慧水利建設步伐。

一、河湖管理應用中的優(yōu)勢

1.數(shù)據(jù)獲取成本低,靈活、高效

傳統(tǒng)河湖管理主要依靠人工觀察、車船巡視、人力取證等方式，需配置專業(yè)人員，日常巡查所需車船、油料、設備、人力等投入較大。無人機遙感系統(tǒng)日常維護簡單，人力投入低廉，另外受特殊環(huán)境影響較小、適應性強。新冠肺炎疫情期間，車輛、人員均處于封閉隔離狀態(tài)，管理人員通過無人機遙感系統(tǒng)進行巡查管理，系統(tǒng)搭載的攝像設備實時傳輸河道圖像，確保管理不缺位。無人機遙感系統(tǒng)重量輕、體積小、便于攜帶、起飛要求低、易于轉場。操作人員無需經(jīng)過復雜培訓即可單人完成作業(yè)。突發(fā)事件中無人機遙感系統(tǒng)可以快速響應，獲取多源多維度空間數(shù)據(jù)，通過指揮系統(tǒng)快速處理和分析，遠程協(xié)同與聯(lián)席會商。

2.監(jiān)測覆蓋范圍廣且精確度高

傳統(tǒng)河湖巡查中巡查人員往往存在視覺盲區(qū)，現(xiàn)場人工取證受地形、天氣因素影響較多，存在監(jiān)測覆蓋不全面、巡查效率低、突發(fā)響應不及時等問題。通過控制無人機遙感系統(tǒng)飛行航高可實現(xiàn)“點面結合”監(jiān)測。利用高航高進行大空間、大面積監(jiān)測，當發(fā)現(xiàn)異常后可針對特定目標，通過降低航高實現(xiàn)低空小范圍精確監(jiān)測。無人機遙感系統(tǒng)以200 m航高進行巡查，監(jiān)測直徑約為1 km，單次巡查理論覆蓋可達40 km2。利用無人機遙感系統(tǒng)可實現(xiàn)市區(qū)河道、轄內湖泊的全覆蓋巡查飛行，亦可對特定點、特定區(qū)域進行精確監(jiān)測，近距離拍攝傳輸高清影像，滿足精準取證的要求。

3.數(shù)據(jù)采集功能強，適用性廣

無人機遙感系統(tǒng)作為遙感監(jiān)測平臺可搭載不同數(shù)據(jù)采集設備，提供二、三維影像和地形、矢量、正射影像以及實景模型等，通過數(shù)據(jù)管理軟件實現(xiàn)無人機采集和人工模型數(shù)據(jù)展示、空間分析、多時相對比、測量、信息標繪等功能，實現(xiàn)了無人機數(shù)據(jù)共享，進一步提升無人機大數(shù)據(jù)應用價值，結合城市大數(shù)據(jù)管理運用，推動城市智慧運行，促進智慧城市的發(fā)展。

二、河湖管理中的實際應用

1.河湖日常巡查

無人機遙感系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集可實時將現(xiàn)場影像和監(jiān)測數(shù)據(jù)通過無線傳播方式傳輸至接收點。由于搭載高清相機，可提供高分辨率圖片數(shù)據(jù)和低空視頻，無人機遙感系統(tǒng)能準確偵測出涉水建筑、水面漂浮物、岸坡?lián)p壞、湖泊圍墾等情況。目前無人機遙感系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸能力最遠可達10 km，飛行續(xù)航距離可達40 km。通過規(guī)劃多機、多線路、多站點的聯(lián)合巡航，完善數(shù)據(jù)管理平臺，協(xié)同特定人工巡檢，可滿足日常河湖全覆蓋巡查飛行，大大提高巡查效率。江蘇省內部分地區(qū)已開始探索建立無人機河道巡查長效機制，形成無人機巡河巡湖新常態(tài)。

2.行政執(zhí)法取證

無人機遙感系統(tǒng)起飛響應迅速、飛行速度快、隱蔽性強，針對涉水違法事件可在接到舉報、派單后從站點迅速抵達現(xiàn)場，先行開展調查取證工作，對違法船只、違章行為進行持續(xù)有效跟蹤取證，防止涉事船只逃逸和違章證據(jù)損毀，彌補執(zhí)法船速度響應不足，輔助執(zhí)法人員執(zhí)法，確保調查處理的及時性、公正性。面對惡劣天氣和復雜地形情況，無法及時派出人員和船只，無人機可替代進行遠程執(zhí)法監(jiān)控，并將執(zhí)法過程傳輸保存，便于執(zhí)法存檔。

3.河湖長制管理

利用無人機遙感系統(tǒng)拍攝測繪數(shù)據(jù)可精確生成河道湖泊正射影像及數(shù)字高程模型，建立河道湖泊地理信息數(shù)據(jù)庫，并合成實景三維模型，生成河道水域岸線三維信息，以明確河長管理責權范圍、河道狀況，為制定“一河一策”方案提基礎數(shù)據(jù)。日?？赏ㄟ^無人機遙感系統(tǒng)巡查對比反映河道整治措施，深度發(fā)掘管理漏洞、反饋形成機制問題，為河長制進一步管理決策提供依據(jù)。

4.水質環(huán)境監(jiān)測

根據(jù)監(jiān)測任務要求，無人機遙感系統(tǒng)可切換搭載多光譜成像儀、水質采樣儀、夜視系統(tǒng)等模塊，實現(xiàn)對水質情況的全方位巡查監(jiān)測，目前的無人機多參數(shù)水質檢測儀可短時間內生成高清晰數(shù)據(jù)圖像和葉綠素、水體濁度、藍綠藻等多種檢測數(shù)據(jù)。另外，污染事故發(fā)生后，無人機多參數(shù)水質檢測儀可快速提供水體污染狀況變化，用于環(huán)保部門快速響應和處置決策。

日常巡查可實時生成多光譜圖像，直觀甄別排污口、污染源、可見漂浮物等，測繪水體透明度、漂浮物覆蓋、污染狀況等信息圖像，為24 h水質監(jiān)測提供數(shù)據(jù)支持，并通過對比歷史數(shù)據(jù)來監(jiān)測地區(qū)水質變化情況。如遇突發(fā)水質問題，可迅速追尋污染源，遠程進行水質采樣，克服人工實地采樣的困難，實時定位功能還可以及時引導執(zhí)法人員跟蹤水質污染擴散。利用無人機遙感系統(tǒng)進行水質監(jiān)測促進了監(jiān)測高效化和精確化，達到監(jiān)測現(xiàn)代化。

5.防汛應急指揮

專業(yè)無人機最高能對抗8級大風，起飛環(huán)境和天氣要求低，對突發(fā)事件的響應迅速，能到達人員和船只無法抵達的危險區(qū)域。利用無人機搭載的攝像、紅外、激光雷達、多光譜設備等監(jiān)控及任務載荷模塊，可實現(xiàn)在空中對復雜地形進行全方位、多角度、立體式偵查，實時掌握河道及周邊淹沒情況，準確定位受災群眾，并通過連接視頻一體化系統(tǒng)傳遞現(xiàn)場影像，防汛控制中心及現(xiàn)場救援人員可據(jù)此實時掌握災情態(tài)勢、險情位置等重要信息。無人機遙感系統(tǒng)可以為抗洪救災快速反應提供信息保障，提高現(xiàn)場救援指揮、災情偵測及防汛搶險反應能力。

根據(jù)實際汛情需要，無人機可搭載喊話器、拋投、照明設備等荷載模塊，有效指導受災群眾行動，及時安撫受困群眾情緒并投送救生物資，為保障受災群眾生命安全提供有力支撐。

三、易存在的問題及展望

1.飛行安全問題

無人機遙感系統(tǒng)的安全標準相對民航飛機較低，操控人員雖經(jīng)過培訓上崗，但日常操控仍有可能對周邊安全構成威脅，存在一定安全隱患。特別是在市區(qū)河道巡查時，操控距離遠，飛行速度快，河道沿線環(huán)境復雜，周圍人員建筑密集，發(fā)生安全事故導致的后果嚴重。

2.公共安全問題

河湖資料為我國基本地質資料，是國家信息資源安全的重要組成部分。無人機遙感系統(tǒng)的資料處理存儲為數(shù)字形式，在方便查詢管理的同時，也易造成當?shù)睾雍Y料的外泄，存在一定公共安全風險，需要對資料進行妥善管理。

未來，除了河湖日常巡查、行政執(zhí)法取證、水質環(huán)境監(jiān)測、河湖長制管理、防汛應急指揮等，無人機遙感系統(tǒng)將涉足更多領域。隨著行業(yè)法規(guī)的進一步規(guī)范和完善、產(chǎn)業(yè)技術的進一步升級和改造，依托“智慧城市”建設，無人機遙感系統(tǒng)將令傳統(tǒng)河湖管理煥發(fā)新生。