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

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傳感器，難以覆蓋廣闊流域與復雜地形。二是技術手段落后與設備老化，維護成本高與資源浪費。傳統(tǒng)設備易受環(huán)境干擾，誤差率較高，且缺乏自動校準功能。有線通信在復雜地形中鋪設成本高、維護困難，且易受洪水、地震等災害破壞。大量中小型水利設施仍使用數(shù)十年前的老舊設備，缺乏自動化監(jiān)測能力。三是實時性與應急響應能力不足。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急需求。

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

·高效巡檢，精準發(fā)現(xiàn)隱患

在常州市武進區(qū)河道巡查項目中，航天宏圖采用自主研發(fā)無人機巡檢及人工智能監(jiān)測相結(jié)合的AI智能巡檢模式，實現(xiàn)了河道問題的高效、高精度的識別。通過設定80至110米的離地高度和10米/秒的飛行速度，無人機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，武進區(qū)水利局在低空智慧巡檢的助力下，實現(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平臺建設項目中，航天宏圖利用無人機傾斜攝影技術將前坪水庫以及周邊地形進行實景三維建模，重點建筑及設備則進行精細化建模，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。項目已完成空間數(shù)據(jù)集構(gòu)建、模型庫建設、水利知識庫建設等數(shù)字孿生平臺建設，水庫防洪四預系統(tǒng)、水庫安全監(jiān)測系統(tǒng)等業(yè)務應用系統(tǒng)建設和應用。

·多場景應用，助力水利全流程管理

水質(zhì)監(jiān)測：無人機搭載多光譜或高光譜傳感器，實時監(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)送回地面站進行處理和分析，能夠快速覆蓋大面積水域，精準評估水質(zhì)狀況，及時發(fā)現(xiàn)污染事件并預警處理。

污染源追溯：無人機搭載 AI 攝像頭結(jié)合光譜技術，繪制污染物擴散的三維空間模型，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)測效率和準確性，快速定位污染物排放點。

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

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

排污口排查：無人機搭載 AI 攝像頭快速識別排口，實時回傳排口信息，降低人工排查成本和安全風險，無懼復雜地形和天氣，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，部署多個無人機自動機巢，實現(xiàn)無人機自動起降、巡航、拍攝、充電等一系列流程化作業(yè)。利用無人機“蛙跳”技術，讓多臺無人機在不同機巢之間自動起降、充電，實現(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、無人機事業(yè)群、人工智能研究院聯(lián)合開發(fā)的無人機巡檢平臺、防洪四預平臺等水利監(jiān)測平臺已在全國范圍內(nèi)展開試點工作，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區(qū)域以及多個縣級試點區(qū)域和試點水庫，實現(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有力的技術支持，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

隨著技術的不斷發(fā)展與創(chuàng)新，低空經(jīng)濟水利監(jiān)測解決方案將朝著數(shù)據(jù)精準化、因子特征化、分析場景化的方向持續(xù)邁進。未來，無人機飛行穩(wěn)定性和航時能力將不斷提高，搭載的傳感器和設備性能也將持續(xù)優(yōu)化，實現(xiàn)更精準的水質(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、電極技術等應用將助力實現(xiàn)重金屬、有機物的快速測量。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、水華預警等專項問題進行數(shù)據(jù)推演和模型建立，為水利行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供更堅實的保障。

低空經(jīng)濟水利監(jiān)測解決方案正以其獨特的優(yōu)勢和強大的功能，引領水利行業(yè)進入智慧化管理的新時代，為保障水安全、促進水資源可持續(xù)利用貢獻著巨大力量。