2025 年全省水资源基础调查任务中,省第二测绘院交出了一份 “技术创新答卷”—— 在淮南、淮北及六安部分区县 175 座水库的调查工作里,该院率先引入无人机单点测深技术,成功破解莲藕种植区等传统设备 “进不去、测不准” 的难题,不仅让复杂水域的水下地形测量效率提升 40%,更开创了全省水资源调查的 “低空技术应用新路径”。
此次技术突破并非偶然。作为全省水资源调查的核心技术支撑单位,省第二测绘院常年面临复杂水域测量的 “老大难” 问题:传统无人船测深设备在水面植被密集区易被水草、莲藕缠绕,无法正常航行;人工测深则受限于地形风险,难以覆盖偏远库区,且数据精度受人为操作影响较大。而无人机单点测深技术的成功应用,恰好填补了这一技术空白,为水资源调查提供了 “精准、高效、安全” 的新选择。
一、技术破局:从 “卡脖子” 到 “新方案”,无人机如何搞定复杂水域?
“以前测莲藕种植区的水库,无人船下不去,人工划船测又怕碰坏作物,一天最多测 3 个点位,数据还不一定准。现在用无人机单点测深,半天就能覆盖 1 座中型水库,精度能到 0.1 米。” 负责淮南水库调查的工程师王磊,拿着前后两次的测量记录对比,直观展现了技术升级的效果。
此次应用的无人机单点测深技术,核心是 “无人机悬吊测深锤 + 高精度定位” 的协同方案。省第二测绘院引入的中国测绘科学研究院研发系统,由三部分构成:搭载高精度 GNSS 定位模块的六旋翼无人机,可实现厘米级位置定位;定制化测深锤,内置压力传感器与数据传输模块,能实时采集水下深度数据;地面控制终端,可同步接收无人机位置信息与测深数据,自动生成水下地形坐标。
技术应用的关键突破,在于解决了 “水面植被干扰” 与 “数据精准匹配” 两大难题。在莲藕种植区,无人机通过悬停高度调整(通常距水面 5-8 米),让测深锤避开荷叶、荷梗的遮挡,垂直下放至水下;测深锤接触水底后,压力传感器立即记录深度数据,同时无人机将实时位置信息(经纬度、高程)同步回传,地面系统通过算法将 “位置 + 深度” 数据精准匹配,形成水下地形点位数据。“传统人工测量时,位置靠估、深度靠测绳,误差可能达 1 米以上;现在用这套系统,每个点位的位置误差小于 5 厘米,深度误差小于 10 厘米,完全满足水资源调查的精度要求。” 该院技术负责人张敏介绍。
更具创新性的是 “动态调整” 功能。针对水库不同区域的植被密度差异,技术团队开发了 “分层测深” 策略:在植被稀疏区,无人机按 50 米间距布设测点,快速完成大范围覆盖;在莲藕密集区,将测点间距缩小至 20 米,并通过无人机摄像头实时观察植被分布,手动调整测深锤下放位置,确保数据不遗漏、不重复。这种 “自动化 + 人工微调” 的模式,既保证了效率,又兼顾了复杂区域的测量精度。
二、实践落地:175 座水库的 “技术试炼”,效率与精度双提升
从 2025 年 3 月启动淮南水库调查,到 6 月完成六安片区最后一座小型水库的数据采集,省第二测绘院用 3 个月时间,高质量完成了 175 座水库的水下地形测量任务,其中涉及莲藕种植区、浮萍覆盖区等复杂水域的水库达 42 座,占比近 24%。技术应用的成效,在 “效率、精度、安全” 三个维度得到充分体现。
在效率提升上,传统测量模式下,1 支 3 人团队完成 1 座中型水库(面积约 5 平方公里)的水下地形测量,需要 5-7 天;采用无人机单点测深技术后,1 支 2 人团队(1 人操作无人机,1 人处理数据)仅需 1-2 天即可完成,效率提升超 3 倍。“我们在淮北某水库的调查中,遇到大面积浮萍覆盖,传统无人船刚下水就被浮萍缠住螺旋桨,被迫停工;换用无人机后,一天就完成了全部 200 个测点的采集,还顺带完成了水库岸线的航拍测绘,一举两得。” 王磊回忆道。
精度方面,此次调查获取的水下地形数据,通过与历史数据、人工实测数据的对比验证,吻合度达 95% 以上。在六安某重点水库,技术团队选取 10 个关键点位进行人工复核,结果显示无人机测量的深度数据与人工测深数据的差值最大仅 0.08 米,远低于《水资源基础调查技术规范》要求的 0.5 米误差上限。“精准的数据为水库库容计算、水资源储量评估提供了可靠支撑。比如淮南某水库,此前按历史数据估算库容为 1200 万立方米,此次用无人机测量数据计算后,精准值为 1185 万立方米,修正了 15 万立方米的误差,这对水库防洪调度、灌溉供水规划至关重要。” 张敏解释道。
安全保障则是另一大亮点。传统人工测深需工作人员乘船进入库区,在偏远山区水库,存在风浪、暗礁等安全风险;而无人机单点测深技术实现了 “地面操作、空中作业”,工作人员无需靠近危险水域,从根本上消除了安全隐患。“六安部分水库位于山区,岸边陡峭、水下暗礁多,以前人工测量时,我们得系着安全绳划船,心里总悬着;现在用无人机,站在岸边就能完成测量,安全多了。” 参与调查的技术员李刚说。
三、价值延伸:从 “单一任务” 到 “行业标杆”,技术推广的多重意义
省第二测绘院此次无人机单点测深技术的成功应用,不仅圆满完成了 2025 年度水资源基础调查任务,更在 “技术推广、行业赋能、成本控制” 三个层面,为全省乃至全国水资源调查提供了可复制的经验。
在技术推广层面,该技术打破了 “无人机仅用于航拍” 的传统认知,拓展了低空技术在测绘地理信息领域的应用边界。此前,无人机在水资源调查中多用于水面范围航拍、岸线监测,而水下地形测量仍依赖传统设备;此次突破后,省第二测绘院已编制《无人机单点测深技术在水资源调查中的应用指南》,详细规范了设备选型、作业流程、数据处理等环节,为其他测绘单位提供技术参考。目前,该院已接到省内 5 家市级测绘院的技术咨询,计划在下半年开展技术培训,推动该技术在全省范围内推广。
行业赋能方面,精准的水下地形数据不仅服务于水资源普查,还能为水库生态保护、防汛抗旱、水利工程建设提供支撑。例如,基于此次测量数据,淮南市水利局对某水库的莲藕种植区进行了科学规划,划定 “生态保护红线”,避免过度种植导致水库淤积;六安市则利用数据优化了水库泄洪通道设计,提升了防洪能力。“以前我们做水利规划,常因水下数据不准而‘纸上谈兵’;现在有了精准数据,规划方案更科学、更具可操作性。” 六安市水利局相关负责人评价道。
成本控制上,无人机单点测深技术也展现出显著优势。传统人工测深需租赁船只、配备救生设备,人均日成本约 800 元;而无人机作业仅需设备维护、电池更换等费用,人均日成本降至 300 元,单座水库的测量成本降低 50% 以上。“按全省 1000 座水库计算,若全面推广该技术,仅测量成本就能节省超 200 万元,还能缩短调查周期,提前为水资源管理决策提供数据支撑。” 省第二测绘院院长表示。
四、未来探索:技术迭代与场景拓展,解锁更多 “测量可能”
此次技术应用的成功,也为省第二测绘院后续的技术创新指明了方向。目前,该院已联合中国测绘科学研究院,启动两项技术升级工作:一是研发 “多传感器集成系统”,在测深锤上增加水质监测传感器,实现 “水下地形 + 水质参数” 同步采集,进一步提升水资源调查的综合效率;二是优化无人机自主飞行算法,实现 “自动避障 + 智能布点”,减少人工干预,让技术在更大范围、更复杂的水域(如芦苇荡、水草丛生区)实现应用。
场景拓展方面,团队计划将该技术应用于湖泊、河流的水下地形测量,以及航道疏浚、水下工程监测等领域。“比如航道疏浚工程,传统测量需要封锁航道、使用大型测深船,成本高、影响通航;若用无人机单点测深,可在不影响通航的情况下,快速完成疏浚区域的深度监测,为工程质量管控提供实时数据。” 张敏介绍,目前该院已与省交通厅达成合作意向,计划在 2025 年下半年开展航道测量试点。
从复杂水域的 “测量难题” 到水资源调查的 “技术标杆”,省第二测绘院的实践证明,低空技术与传统测绘的融合,不仅能破解行业痛点,更能为基础设施建设、生态保护等领域注入新动能。正如该院技术团队所言:“每一次技术突破,都是为了更精准地认知自然、更科学地利用资源。未来,我们还将继续探索低空技术的应用边界,为全省乃至全国的水资源管理、生态保护提供更坚实的技术支撑。”