概述
我国是水利堤防大国，江河湖库水系纵横交错，已建成各类堤防总长超30万公里，构筑起覆盖全国、体系完备的防洪水利工程体系，拥有成熟的堤防建设技术、丰富的复杂河湖堤防治理经验，是保障流域安全、城乡防洪减灾的核心基础设施。但长期以来，我国堤防工程普遍存在建设年限跨度大、存量堤防老化劣化、险工险段数量多、带病运行比例高等突出问题，堤防渗漏、散浸、管涌、滑坡、塌陷等险情频发，汛期防洪安全形势严峻。根据水利行业监测数据显示，国内大量中小型堤防及老旧土堤服役年限超20年，受水流常年冲刷、雨水侵蚀、土体风化、人为扰动等多重因素影响，堤防结构性隐患逐年累积，多数堤防已进入病害高发期与集中维修期。因此，如何实现堤防隐患科学化排查、常态化管养、精准化运维与快速化应急处置，筑牢河湖防洪安全屏障，已成为现阶段水利防汛工作的重中之重。
传统巡堤查险工作主要依靠人工徒步、车行勘察方式开展，通过人工目视、手持设备检测等手段排查堤防隐患、监测堤体稳定性，是防汛巡检的核心方式，但在实际防汛作业中存在诸多痛点与短板。堤防线路跨度长、沿线地形复杂，包含堤坡、堤顶、堤脚、临水侧、背水侧等多区域结构，部分滩涂、深水临堤区域人员难以抵达，人工巡检覆盖范围有限、存在大量巡查盲区；同时人工巡堤劳动强度大、作业耗时久，巡检周期长，在汛期高水位、暴雨、大风等恶劣工况下，无法实现高频次、全覆盖巡查，极易错过管涌、渗漏、滑坡、裂缝、浪淘冲刷等险情的萌芽阶段，延误处置时机。此外，传统巡堤查险数字化程度极低，隐患记录多为人工纸质登记，数据滞后、精度差、可追溯性弱，无法形成时序化历史数据台账，难以对比分析堤防长期工况变化，无法为防汛研判、隐患治理、应急调度提供精准的数据支撑。
随着低空无人机航测、高清成像、智能数据分析技术的快速普及，无人机智能巡检已成为水利堤防巡堤查险的新型核心解决方案。无人机具备机动灵活、快速部署、全域覆盖、安全高效的优势，可突破地形、水域、天气工况限制，快速完成长距离、大范围堤防全域航拍作业，采集超高分辨率堤体影像数据。搭配智能识别与数据分析系统，可精准排查堤防裂缝、坡面塌陷、土体渗漏、管涌隐患、堤面冲刷破损、植被倒伏、堤顶破损、挡水结构变形等各类险情隐患，实现险情早发现、早预警、早处置。该模式彻底弥补了传统人工巡堤的短板，大幅提升巡堤查险效率、降低一线防汛作业风险与人力成本，实现堤防全天候、全覆盖、高精度、动态化智能监测，全面筑牢汛期堤防安全防线。
1. 巡堤查险方案
1.1 人工巡堤查险痛点
1.1.1 作业安全风险高，恶劣工况适应性差
堤防多紧邻河道、湖泊、滩涂区域，堤坡陡峭、堤脚泥泞、临水边坡湿滑，部分险工险段无通行道路，人工徒步巡查极易发生滑倒、坠坡、涉水遇险等安全事故。尤其在汛期高水位、暴雨大风、夜间涨水、雾气阴雨等恶劣工况下，现场作业环境凶险，人工可视距离大幅缩短、作业风险成倍增加，无法开展常态化、高频次巡查，存在极大的人身安全隐患。
1.1.2 巡查覆盖不全，盲区隐患量大
我国堤防线路绵长、跨度极大，堤顶、堤坡、堤脚、临水护岸、背水滩地、涵闸衔接段结构复杂，大量区域植被茂密、杂草丛生、地形闭塞，人员无法抵达、视线无法穿透。人工巡查仅能通行可视区域抽查，无法实现全域无死角覆盖，堤体内部渗漏、浅层空洞、堤脚隐蔽冲刷、植被遮挡下的细微裂缝等隐性隐患极易被遗漏，长期累积演变为管涌、滑坡、溃堤等重大险情。
1.1.3 查险精度不足，隐性险情无法识别
传统人工查险完全依赖肉眼观察与作业人员经验，仅能发现表面塌陷、大面积裂缝、明显渗水等显性病害，对堤防最危险的早期隐性险情无法识别，包括微小形变、浅层土体松散、局部温差渗漏、地下空洞、微弱散浸、前期管涌前兆等。此类隐患处于发育初期时无明显外观特征，人工无法预判，往往在险情扩大、险情外露后才被发现，错失最佳处置窗口期。
1.1.4 巡检周期长、时效性弱，动态监测能力缺失
人工巡堤人力有限、行进速度慢，长距离堤防单次全覆盖巡查耗时久，巡检周期长，无法实现高频次动态监测。汛期水情、堤体工况瞬息万变，隐患从萌芽到恶化速度极快，固定周期的人工巡查无法实时跟踪堤体变化，难以捕捉短时突发险情，无法满足汛期“早发现、早预警、早处置”的防汛核心要求。
1.1.5 数字化程度低，无科学对比研判能力
传统人工巡检多采用纸质记录、现场拍照存档，数据记录零散、标准不统一、位置信息模糊，存在记录滞后、易丢失、难追溯等问题。无法形成标准化、时序化的堤防监测数据库，不能对历年、不同水位、不同季节的堤体形变、隐患变化进行系统化对比分析。仅依靠人工经验主观判断，缺乏数据支撑与趋势研判，无法精准评估堤防老化速率、隐患发展规律，管养决策、隐患治理缺乏科学性与精准性。
1.1.6 人力成本高、作业效率低，重复性工作量大
堤防巡查属于高强度、重复性、全天候值守工作，日常巡检、雨后排查、汛期加测、专项督查频次高，需投入大量人力、物力、财力。传统人海式巡查模式劳动强度大、作业效率低下，且人工巡查质量受人员状态、经验、责任心影响极大，巡查质量参差不齐，难以实现标准化、规范化、常态化的堤防安全管控。
1.2 解决方案
本次无人机巡堤查险作业采用**多传感器融合采集方案**，无人机同时搭载可见光高分辨率相机、热红外成像相机与高精度激光雷达（LiDAR）三类传感设备，替代传统单一可见光采集模式，实现堤防“纹理可视化、温度差异化、地形高精度化”的全方位数据采集。其中可见光中画幅相机相较行业常规APS-C画幅相机，单帧影像覆盖面积提升四倍，可清晰捕捉堤身裂缝、坡面冲刷、破损塌陷、植被倒伏等表层可视隐患；热红外相机可精准识别堤防渗漏、散浸、管涌前兆、暗空洞、水体异常温差等肉眼无法辨识的隐性险情；激光雷达可穿透薄植被、杂草遮挡，高精度获取堤体三维地形、高程点云数据，有效解决植被遮挡导致的监测盲区问题，精准捕捉微小沉降、形变与堤脚空洞隐患。多传感器协同作业，在保障隐患细节高清呈现的前提下，大幅减少航拍帧数、缩短外业作业时长，极大提升长距离堤防巡检的作业精度与整体效率，全面满足防汛精细化、立体化查险需求。
整套巡检作业模式轻量化、高效率、易部署，外业作业仅需单人操作、配套作业车辆及一套无人机航测设备即可完成，可快速响应日常常态化巡检、汛期突击巡查、暴雨后隐患排查、专项防汛督查等各类作业场景，适配江河、湖泊、水库、河堤、海堤等各类水利堤防工程的巡堤查险工作。
1.3 无人机巡检优势
1.3.1 无人化作业，彻底规避一线巡检安全风险
无人机采用空中全自动巡航作业，无需人员进入堤坡、临水险段、泥泞滩涂等高危区域开展实地踏勘，从根源上杜绝人工滑倒、坠坡、涉水遇险等安全事故。可完美适配汛期高水位、暴雨过后、夜间、薄雾、逆光等恶劣复杂工况，不受地面通行条件限制，实现恶劣天气、高危地段的常态化安全巡检，彻底解决传统人工巡查高危作业的安全隐患问题。
1.3.2 全域无死角覆盖，消除巡查盲区
针对堤防长条带状、地形复杂、植被遮挡多的特点，无人机依托仿地、立面、贴合堤体的精细化航线，可全覆盖堤顶、临水坡、背水坡、堤脚、滩地、涵闸衔接段等全部区域。搭配激光雷达穿透性感知能力，可穿透杂草、低矮植被遮挡，精准探测植被覆盖下的堤体结构与堤脚隐患，解决人工视线受阻、人员无法抵达造成的巡查盲区，实现堤防全线、全维度、无遗漏的立体化巡检。
1.3.3 多传感器融合，兼顾显性与隐性隐患高精度识别
方案采用可见光+热红外+激光雷达三传感器协同采集、交叉验证的模式，突破人工仅能识别表面病害的局限。高分辨率可见光相机可高清捕捉堤体裂缝、坡面冲刷、塌陷破损、护坡松动等显性病害；热红外成像模块可精准识别堤体温差异常，快速排查散浸、渗漏、管涌前兆、土体潮湿异常等隐性渗水隐患；激光雷达可输出毫米级高精度点云数据，精准监测堤体微小沉降、水平位移、土体形变、地下空洞等结构性隐患，实现堤防早期病害、萌芽险情的精准捕捉，牢牢把握隐患处置黄金窗口期。
1.3.4 巡检高效快速，满足汛期动态监测需求
无人机部署灵活、起飞快捷，单人即可完成外业作业，可快速响应日常巡检、雨后排查、汛期突击核查、应急抢险复测等各类场景。相较于人工徒步低效巡查，无人机可在短时间内完成数公里乃至数十公里堤防的全覆盖数据采集，巡检效率提升数十倍。同时支持高频次重复巡检，可实时跟踪汛期水情变化与堤体工况动态，及时捕捉突发性险情，满足防汛工作“早发现、早预警、早处置”的核心要求。
1.3.5 全流程数字化，实现数据化趋势研判
无人机巡检全程采集标准化影像、温度、点云高程数据，自动归档入库，形成时序化、可追溯的堤防专属数据库。通过智慧巡检平台可实现不同周期、不同水位、不同季节的模型数据自动比对，精准计算堤体位移、沉降、裂缝扩张、渗漏变化等核心参数，智能分析堤防老化规律与隐患发展趋势。彻底告别人工经验主观研判的模式，以精准数据支撑险情分级、隐患治理、防汛决策，实现堤防管养从被动处置向主动预判、精准治理转变。
1.3.6 降本增效显著，实现标准化常态化管控
无人机智能巡检无需大量人力值守，大幅降低汛期人海巡查的人力、物力、时间成本，有效解决传统巡检劳动强度大、效率低下的问题。同时巡检航线、采集参数、分析标准统一固定，作业成果标准化、规范化，彻底规避人工巡查因人员经验、状态、责任心差异导致的巡查质量参差不齐问题，可长期稳定实现堤防常态化、标准化、精细化智能管控，全面提升水利堤防现代化防汛管养水平。
2. 巡检系统配置
管涌识别技术路线图
2.1 高分辨率中画幅航测相机
作业搭载睿铂新一代多传感一体化巡检设备套件，包含**1亿像素可见光中画幅相机、高精度热红外成像模块、激光雷达测距扫描模块**，实现三传感器协同作业、数据同步采集。可见光超长焦镜头保障堤面细微病害高清成像，具备抗逆光、抗水雾能力，适配汛期临水复杂光影环境；热红外模块可全天候采集堤体温度场数据，精准甄别渗漏水体、潮湿土体与正常堤体的温差特征，可在阴天、夜间、薄雾天气正常作业，破解传统日间单一航拍的作业局限；激光雷达模块可输出毫米级高精度点云数据，穿透杂草、低矮植被遮挡，真实还原堤体、堤脚、滩地的三维地形结构，精准捕捉微小沉降变形与隐蔽空洞。多传感器一体化设备运行稳定、环境适配性强，可满足汛期高强度、长距离、全天候堤防巡检作业需求，全方位提升巡堤查险的全面性、精细度与可靠性。
2.2 智能航线规划软件
采用航测智绘智能航线规划软件，可针对堤防长条带状、异形坡面、临水复杂场景自定义航点、航高、重叠度等核心参数，自动生成适配堤防场景的专属飞行航线。软件支持KML文件、堤防三维模型一键导入、多格式模型转换、全球真实地理影像叠加、航飞数据智能统计等功能，同时兼容网格、仿地、立面、仿模、环绕等多种航线规划模式。可完美适配堤防全域普查、险工险段精细化加密巡查、堤体立面专项检测等各类作业需求，实现航线规划智能化、便捷化，大幅降低人工规划成本，保障航拍作业全覆盖、无盲区。
2.3 智慧巡检管理平台
传统巡堤查险模式存在数据碎片化、成果利用率低、巡检过程难监管、隐患台账不规范、数据不互通等诸多问题，缺乏一体化数字化管理体系，难以满足现代化智慧防汛的管理需求。为解决行业痛点，依托通途智慧巡检管理系统，实现无人机巡堤查险全流程数字化、一站式智能化管理。
平台集成人员权限管理、多源传感数据统一收纳、堤防三维可视化展示、时序数据历史比对、多维度险情智能分析、数据统计汇总、巡检报告定制化输出等全维度功能。可对可见光影像病害、热红外温差异常、激光雷达形变沉降三类数据进行融合分析、交叉验证，大幅降低误报、漏报概率，实现巡堤作业全过程可追溯、隐患点位精准定位、险情动态实时更新、整改闭环全程管控。彻底解决传统巡检数据零散、监测维度单一、隐性隐患排查难、成果复用率低、管理低效的问题，构建标准化、数字化、智能化的多维度堤防防汛巡检管理体系，全面提升水利堤防安全管控与防汛应急处置能力。
2.3 系统参数
| 巡堤查险系统参数 | ||
| 无人机系统 | 飞行器电机轴距 | 1000mm |
| 最大载重 | 5kg | |
| 抗风等级 | 6级风 | |
| 电池容量 | 10000mah*2 | |
| 电池智能保护 | 支持自加热功能、支持热替换 | |
| 挂载飞行时间 | 50分钟 | |
| 防护等级 | IP55 | |
| 避障系统 | 毫米波雷达 | |
| 最大信号有效距离 | 20km | |
| 作业能力 | 支持小雨飞行 | |
| 移动作业能力 | 支持在移动载体（车辆、船只）上进行起降 | |
| 巡堤查险装备 | 集成多源传感器 | 激光雷达、热红外、可见光 |
| 系统重量 | 1.8kg | |
| 定位精度 | 水平≤5cm，垂直≤5cm； | |
| 测量距离 | 800m | |
| 最大扫描线速 | 200线/秒 | |
| 测距精度 | ≤15mm@150m；重复测距精度：≤5mm@150m | |
| 防护等级 | IP64 | |
| 可见光相机像素 | 4500万 | |
| 焦距 | 21mm | |
| 热红外相机 | 640*512 | |
| 云处理平台 | 支持配备机巢云端自动解算 | |
| 支持堆体体积计算支持多种起算方式，支持2期数据对比 | ||
| 飞行控制平台 | 无人机航线规划、飞行操控、拍摄画面实时回传 | |
| 支持免基站作业模式支持下载CORS数据进行数据解算 | ||
| 数据处理软件 | 具有数据批量处理、自动拼接、结果展示、报告自动生成等功能。30分钟即可完成处理 | |
| 支持一键自动完成从数据导入到报告生成的全流程作业 | ||
| 手机巡查APP | 将险情识别结果推动到险情核验终端APP功能、支持人工复核 | |
注：以上方案可根据客户实际情况，支持定制化开发。
