在科技飛速發(fā)展的當(dāng)下，低空經(jīng)濟(jì)正以前所未有的態(tài)勢融入各個領(lǐng)域，為行業(yè)發(fā)展帶來新的變革與機(jī)遇。其中，低空經(jīng)濟(jì)水利監(jiān)測解決方案的出現(xiàn)，猶如一場及時雨，為水利行業(yè)的高效管理與精準(zhǔn)監(jiān)測注入了強(qiáng)大動力。

1傳統(tǒng)水利監(jiān)測的困境

長期以來，傳統(tǒng)水利監(jiān)測模式面臨諸多挑戰(zhàn)。一是數(shù)據(jù)采集的時空局限性。傳統(tǒng)監(jiān)測依賴人工巡檢與單點(diǎn)傳感器，難以覆蓋廣闊流域與復(fù)雜地形。二是技術(shù)手段落后與設(shè)備老化，維護(hù)成本高與資源浪費(fèi)。傳統(tǒng)設(shè)備易受環(huán)境干擾，誤差率較高，且缺乏自動校準(zhǔn)功能。有線通信在復(fù)雜地形中鋪設(shè)成本高、維護(hù)困難，且易受洪水、地震等災(zāi)害破壞。大量中小型水利設(shè)施仍使用數(shù)十年前的老舊設(shè)備，缺乏自動化監(jiān)測能力。三是實(shí)時性與應(yīng)急響應(yīng)能力不足。傳統(tǒng)監(jiān)測的數(shù)據(jù)采集、傳輸、分析流程冗長，難以滿足防洪抗旱等應(yīng)急需求。

2低空經(jīng)濟(jì)水利監(jiān)測解決方案的創(chuàng)新突破

·高效巡檢，精準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)隱患

在常州市武進(jìn)區(qū)河道巡查項(xiàng)目中，航天宏圖采用自主研發(fā)無人機(jī)巡檢及人工智能監(jiān)測相結(jié)合的AI智能巡檢模式，實(shí)現(xiàn)了河道問題的高效、高精度的識別。通過設(shè)定80至110米的離地高度和10米/秒的飛行速度，無人機(jī)自動沿河道路線仿地飛行，利用4K影像和人工智能算法，精準(zhǔn)識別河面及兩岸的問題情況，并快速定位下發(fā)工單到對應(yīng)處置人員，全線巡檢人力成本縮減60%以上。相較于傳統(tǒng)人工巡檢方式，問題發(fā)現(xiàn)更全面，處理更及時。自2024年2月以來，武進(jìn)區(qū)水利局在低空智慧巡檢的助力下，實(shí)現(xiàn)短時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)河道問題，迅速啟動河道治理保護(hù)行動，在執(zhí)法部門和河道巡查監(jiān)督人員共同努力下，將大量河道問題扼殺在搖籃。

·數(shù)字孿生，賦能智慧水利

在前坪水庫防洪四預(yù)平臺建設(shè)項(xiàng)目中，航天宏圖利用無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)將前坪水庫以及周邊地形進(jìn)行實(shí)景三維建模，重點(diǎn)建筑及設(shè)備則進(jìn)行精細(xì)化建模，然后將模型部署到三維可視化平臺，同時將已建的雨量、水位、水文、視頻等自動監(jiān)測站的成果接入并加載展示。項(xiàng)目已完成空間數(shù)據(jù)集構(gòu)建、模型庫建設(shè)、水利知識庫建設(shè)等數(shù)字孿生平臺建設(shè)，水庫防洪四預(yù)系統(tǒng)、水庫安全監(jiān)測系統(tǒng)等業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)和應(yīng)用。

·多場景應(yīng)用，助力水利全流程管理

水質(zhì)監(jiān)測：無人機(jī)搭載多光譜或高光譜傳感器，實(shí)時監(jiān)測水體光譜特性，反演水質(zhì)數(shù)據(jù)，并通過無線傳輸模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送回地面站進(jìn)行處理和分析，能夠快速覆蓋大面積水域，精準(zhǔn)評估水質(zhì)狀況，及時發(fā)現(xiàn)污染事件并預(yù)警處理。

污染源追溯：無人機(jī)搭載 AI 攝像頭結(jié)合光譜技術(shù)，繪制污染物擴(kuò)散的三維空間模型，通過自主搜尋算法識別污染源。多無人機(jī)協(xié)作可同步數(shù)據(jù)采集和邊界跟蹤，提升監(jiān)測效率和準(zhǔn)確性，快速定位污染物排放點(diǎn)。

水生態(tài)監(jiān)測：無人機(jī)搭載 AI 攝像頭對岸域植被、水域植被分布、水面污染情況等進(jìn)行全時段、高清晰度監(jiān)測，結(jié)合 AI 算法進(jìn)行智能分析，實(shí)時反饋問題，為水生態(tài)保護(hù)提供精確信息。

智能采樣：無人機(jī)搭載水質(zhì)采樣器，滿足多因子采樣需求，通過 GPS 和壓力傳感器實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)、定深水質(zhì)采樣，相比傳統(tǒng)人工采樣，降低成本和安全風(fēng)險，可高頻次、大范圍采樣。

排污口排查：無人機(jī)搭載 AI 攝像頭快速識別排口，實(shí)時回傳排口信息，降低人工排查成本和安全風(fēng)險，無懼復(fù)雜地形和天氣，全面覆蓋大面積區(qū)域。

水庫常態(tài)化監(jiān)測：利用水庫周邊的通信基站，部署多個無人機(jī)自動機(jī)巢，實(shí)現(xiàn)無人機(jī)自動起降、巡航、拍攝、充電等一系列流程化作業(yè)。利用無人機(jī)“蛙跳”技術(shù)，讓多臺無人機(jī)在不同機(jī)巢之間自動起降、充電，實(shí)現(xiàn)庫區(qū)長距離、大范圍的連續(xù)巡檢，極大提升巡檢效率和范圍。

3成功案例彰顯價值

航天宏圖水利事業(yè)群、無人機(jī)事業(yè)群、人工智能研究院聯(lián)合開發(fā)的無人機(jī)巡檢平臺、防洪四預(yù)平臺等水利監(jiān)測平臺已在全國范圍內(nèi)展開試點(diǎn)工作，涵蓋北京、甘肅、湖南、河南、江蘇常州市、江蘇徐州市等省市級試點(diǎn)區(qū)域以及多個縣級試點(diǎn)區(qū)域和試點(diǎn)水庫，實(shí)現(xiàn)河道、水庫全包含及地域全覆蓋，為水利行業(yè)的矩陣化管理提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持，得到水利部門專家的高度肯定。

4展望未來，智慧水利前景廣闊

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展與創(chuàng)新，低空經(jīng)濟(jì)水利監(jiān)測解決方案將朝著數(shù)據(jù)精準(zhǔn)化、因子特征化、分析場景化的方向持續(xù)邁進(jìn)。未來，無人機(jī)飛行穩(wěn)定性和航時能力將不斷提高，搭載的傳感器和設(shè)備性能也將持續(xù)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的水質(zhì)監(jiān)測和污染源追溯。環(huán)境監(jiān)測傳感器將向多參數(shù)方向發(fā)展，生物傳感技術(shù)、電極技術(shù)等應(yīng)用將助力實(shí)現(xiàn)重金屬、有機(jī)物的快速測量。同時，水環(huán)境監(jiān)測將轉(zhuǎn)向更加綜合或場景化的視角，針對汛期、氮磷管控、水華預(yù)警等專項(xiàng)問題進(jìn)行數(shù)據(jù)推演和模型建立，為水利行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供更堅實(shí)的保障。

低空經(jīng)濟(jì)水利監(jiān)測解決方案正以其獨(dú)特的優(yōu)勢和強(qiáng)大的功能，引領(lǐng)水利行業(yè)進(jìn)入智慧化管理的新時代，為保障水安全、促進(jìn)水資源可持續(xù)利用貢獻(xiàn)著巨大力量。