无人机技术在水利行业的巡检应用中，已成为提升效率、保障安全的关键手段。通过政策驱动和技术创新，无人机在水利工程安全监测、河湖管理、防汛抗旱等领域实现了规模化应用。

应用场景

水政执法、防汛抗旱、水土保持、水文测流、水库巡检、水利工程建设、数字孪生底板

水政执法

河湖巡查

排污取证

违建取证

非法采砂取证

河湖巡查

水政执法部门河道巡查需记录河道附近的排污口、施工工地、垃圾堆放等情况。通常河道长、路难走，工作辛苦

执法人力少

人力较少，但需要执法巡察监管的覆盖范围却非常广

违法行为隐蔽

大部分的河流不能通过坐船的方式巡河，部分问题无法发现

整改核查管理难

缺乏数字化管理手段，水政执法问题巡察效率有待于提高

自动执行航线任务

高清图像视频等数据采集

生成数字底图

后续用无人机巡察对比

河湖巡查

设定航线任务，沿河道巡查自动飞行，对重要区域生成数字影像，打点标识关键点信息，记录疑似排污、违建等信息

河道数字影像

通过司空2云平台，生成河道2.5D数字影像

实景图片叠加

直观呈现水域问题及其周边环境的情况

问题在线标注

位置信息在线标注，数字化归档，后续整改阶段方便核查比对

排口定位取证

有些排口位于水面以下或半埋在水体内，可见光相机无法确定排口排水情况，此时利用热成像相机，可明显看到排口排水情况，利用无人机拍摄照片及视频确定位置，及时交办处理

城区河道巡查

可见光巡查

利用无人机可见光相机对河道水面及堤岸两侧进行详细巡查，重点监测“四乱”等问题。

水面污染

排污排口

无人机作业价值呈现

对于“河长制”日常巡查，河道往往横贯城市及郊区，在市区内由于小区、楼宇、工厂等离河岸较近，郊区由于杂草密布、支流众多人工巡查难以到达，无人机利用空中优势无惧地形，更全面、直观的展现问题点，且精准定位，便于复查整改。

违规阻水物及围网养殖

垦坡种植

红外河道巡查

无人机热成像

利用热成像相机，对工业及生活污水的偷排、漏排、禁止钓鱼水域进行钓鱼捕鱼活动等进行巡查，对发现的问题点定位并及时交办处理。

无人机作业价值呈现

通过无人机热成像协助可对重点工业区、住宅区、码头等水域全天候快速精准巡查，及时发现问题点，尤其是夜间偷排问题，减少巡查人员作业量，提高夜间巡查的安全性、准确性。

乱建取证

违建执法取证

陕西省吴堡县黄河岸边，违规侵占河道建设

拐上古渡码头，影响防洪安全无人机航测三维建模，测量违建面积、土方量等信息，督促整改并阶段性检查成果，最终整改合格，恢复河道过洪能力

非法采砂取证

采砂矛盾突出

随着流域经济社会的快速发展，河砂需求居高不下，同时流域总体来砂量持续减少，河砂供需矛盾日益突出。河砂无序开采、私挖乱采等问题时有发生，严重影响河势稳定，威胁防洪、生态环境、供水、航运及基础设施安全。

无人机应用价值

发挥无人机高空视角，隐蔽侦察优势，白天通过可见光相机，夜间通过红外热成像相机，做到无论昼夜均可高效侦察执法取证，对非法采砂盗砂活动进行严厉打击。

河道巡查

针对河道两岸重点区域和部位日常巡检

河道附属设施

针对河道河堤、护栏等状况巡查

沿河排污口

沿河排污口的巡查，时刻关注污水排放

汛期侦查预警

汛期针对河水流速、水位及洪水预警的侦察

生活污水排放

河堤植物富集

生活垃圾堆积

游步道护栏破损

偷捕巡查

针对河道偷捕行为的定点巡查

场景痛点

•严重偷捕违法行为高发期一般在夜间

•传统巡查手段无法有效对违法行为进行制止

•突击执法并不能保证执法有效性

机场方案

利用大疆机场的定时定点自动飞行功能对违法犯罪

高发区域进行夜间重点监控，收集相关信息总结违

法行为的发生时间规律进行有效的精准打击

针对河道偷捕行为的定点巡查

松阴溪流域多处设有禁补区，针对偷捕行为白天采取两种行为方式：

日常巡查+AI识别

规划航线进行固定线路的巡查，针对线路上钓鱼、放网、下地笼等行为进行巡查，后期引入AI算法进行平台预警；

铁塔检测预警

利用铁塔高点监控24小时检测，针对高点监控发现的违法预警行为进行GPS坐标拟合并下发给无人机机场，无人机自动飞抵违法区域进行执法取证，或增加喊话器进行喊话驱离。

生态防治

监控并评估流域内的自然生态环境

松阴溪是浙西南典型的山溪性河流湿地。区域内包括永久性河流湿地、库塘湿地2类2型，湿地生态系统类型较丰富。

湿地覆盖

湿地面积变化检测，湿地植被分析

水藻水华

监控污染物，保持生态平衡维护河流水质健康

野生动物活动

采集野生动物活动情况并进行分析

防汛应用

汛情侦察

防汛工作岸线长，人工巡检效率较低，且存在安全风险。经纬M30轻巧便携、具备高防护等级，可应对恶劣天气。高质量远距离图传为大范围防汛提供了技术基础，实现险情及时发现、处置

堤坝巡察

汛情水位上升流速加快，对堤防产生较大冲击，因此汛情期间堤坝的巡检尤为重要，无人机具备视角灵活、全天候作业、可见光与热成像结合、航线复飞等特点，实现对堤坝高频率、多角度巡检

信息多点共享

防汛现场无人机画面直播，实时回传至前端指挥部和后方指挥中心，通过司空2云平台进行多终端数据同步，实现信息多点共享

数字成果回传

各场景中无人机拍摄的照片、全景图、视频及时上传至大疆司空2云平台，及时在线查看、存档

任务标注与分发

基于云平台数字模型制作电子地图，合理部署防汛力量。在模型上，可进行标注、数据测量等操作，快速进行各项任务的标注与分发，形成“一张图”协同防汛

汛情评估

通过司空2云平台，基于模型可进行在线测量，包括直线距离，区域面积，具体点位信息等。通过这一系列功能，协助一线测量受灾面积，决口跨度等信息，助力汛情评估，为指挥决策提供重要依据

黄河夏汛机场应用

河道巡察

防汛工作岸线长，人工巡检效率较低，且存在安全风险。通过部署大疆机场及M30机场版。每天周期性巡察作业10架次，一线画面实时回传指挥中心，高质量图传为大范围防汛提供了影像媒体支撑，实现险情抢早、抢小。

工程巡检

汛期流量大、流速快，对堤防工程产生较大冲击，因此汛期的工程巡检尤为重要。通过大疆机场远程控制无人机执行任务，对堤坝高频率、多角度巡检。配合大疆司空2，实现巡检数据自动上传云端，集中管理，高效查看巡检成果。

凌汛侦察

每年冬春黄河会经历封河、开河的凌汛期，水利部黄河水利委员会信息中心防凌无人机遥感监测小组进行现场数据采集。利用高精度、高分辨率影像数据进一步准确判断流凌与封河情况。

凌汛全景查勘

利用无人机拍摄的全景图，进行关键信息的标注，快速提供关键点位360度影像参考，判断上下游、左右岸关系，水流方向，封河河段情况，有无漫滩等关键信息。

水土保持

图斑复核

水利部下发疑似违规的扰动图斑，水行政主管部门需完成现场复核工作，按要求采集图斑的影像数据

地形复杂区域，人力很难采集数据，通过无人机快速抵达图斑点位，高效采集影像数据，进行图斑复核

水保工程监督

协助美丽乡村建设

水利部海河水利委员会通过无人机协助美丽乡村规

划设计，进行航测生成数字模型；检查施工进度，工程建设有无按照既定水保设计方案执行，村庄道路交通、路灯、广场等基础设施，确保满足水保标准，工程成果直观呈现

航测调查

水土保持大范围航测调查

水利部海河水利委员会通过无人机航测进行水土保持调查，先利用带有高精度RTK定位无人机外业航测数据采集，再内业通过内业处理生成二维正射模型，基于模型成果提取农田、村庄、山体等关键地理信息，进行水土保持相关数据分析，极大的提升了水保调查工作效率

水文测流

水文行业需求

随着科技的发展和水文行业的特性，具有自动化程度高、工作过程用时少、非接触式等优点的流量监测手段日益受到水文行业使用者的青睐。无人机作为流量监测的载体，具有机动性强、操作简便等特点，因此基于无人机的流量监测应用具备独特的优势。

行业现状

传统测流手段的短板

传统的测流手段大多需要在岸基进行固定安装，需涉水作业，在高洪时期极易被水面大量的漂浮物冲撞而损毁，每年汛期水毁的设备较多，作业人员的作业安全也受到威胁。大多数传统测验设备也无法进行“单兵作战”，在应急场景下的人力投入巨大。

安全隐患

无法实现非接触式测流

易损坏

容易损坏测流设备

实时性差

无法快速测出数据

机动性差

通常无法单人完成作业

铅鱼

无人船

ADCP

人工抛投浮标

无人机雷达测流方案

工作原理

无人机流速/流量监测系统

水流监测

水体流速/流量监测系统依托先进飞行平台、流速、水位雷达、三轴增稳云台、云技术。可对水体流速进行智能监测，为水体流速/流量监测工作提供有力的支持。

防汛应急

自稳云台用于精确保持雷达水体流速仪的姿态和朝向，在强风天气操作下仍能提供稳定的测量结果。

方案选择

支持导入断面信息表，一键生成断面示意图，设定测量航线

异常垂线自动补测，任务结束后自动生成测速流量表

测流系统工作案例

2020年七月中旬，受持续强降雨影响，江西昌江流域水位迅猛上涨，鄱阳县问桂道圩、中洲圩日前发生溃决。

无人机测流应用

封堵作业中，无人机一方面可以俯瞰整个封堵现场的施工和组织情况，另一方面水流的实时速度也是极为重要的监测指标。通过无人机搭载水体流速监测系统实时流速，一旦发现流速超过警戒值，抢险人员通过调整投掷石块重量或加快投掷频率的方式，确保投下去的物料能够站稳，进行溃口封堵。

无人机视频测流

非接触式

悬停在作业面上空进行非接触式测验

实时监控测验断面

测验状态以及测点画面通过高清图传画面清晰可见

机动性强

设备组成简单且轻便外出作业单手可拎

作业迅速

以300米断面为例，仅需约15分钟左右可出结果

无人机影像测流的优势总结

通过无人机悬停在作业面上空实现非接触式测验，极大程度保障了测验人员的安全，降低了设备水毁的可能性，提高了作业效率以及信息化程度。

水库巡检

坝体巡检

利用无人机沿着水库坝体规划自动化航线，进行坝体精细化巡检，发现水库坝体表面风化、腐蚀的情况，然后及时进行除险加固，确保水库安全长效运行

水面巡检

通过无人机进行水库巡检过程中，发现水库水面有人违规游泳、钓鱼情况；附近在施工，存在疑似排污水体情况

周界巡检

通过无人机水库周界进行巡检，检查周界有无损坏、变形、缺失、遭到入侵故意破坏等情况

水库自动化机场应用

对于大中型水库，传统人工巡检作业方式效率较低，且易存在视觉死角。通过部署大疆机场，每天进行多次定时巡检作业，将视频画面实时回传管理中心，并拍摄重要点位影像数据，上传到云平台统一管理查看，发现影响水库正常运行的各类问题，及时排除隐患。

水利工程建设

河道整治

项目背景：安徽合肥市水利建设项目——石达圩达标整治工程，某设计院使用 禅思 L1 测量圩堤沿线地形地貌情况，为工程设计提供依据

成果需求

地形图：堤防1:1000带状地形图

堤防纵断面图：竖向比例1:100，横向比例1:1000

堤防横断面图：竖向比例1:100，横向比例1:500

河道横断面图：每隔500m测量一个完整河道横断面

水利枢纽加固验收

四女寺水利枢纽，位于山东省德州市武城县，海河流域漳卫南运河中下游重要的防洪控制枢纽，上游接卫运河，下游分别接漳卫新河与南运河，是一座具有防洪、排涝、灌溉等综合利用功能的大型水闸，素有“北方葛洲坝”之称。20年底加固工程完工，需对坝体进行精细化建模，工程验收，数字化存档。

首先使用精灵四RTK对测区进行粗模数据获取，使用大疆智图进行三维重建，采用低清晰度即可。模型生产完成后使用大疆智图的航点飞行在粗模内规划航线，规划完成后，从大疆智图导出KML文件后导入M300行业版遥控器中，使用经纬M300RTK搭载禅思P1进行精细化建模，采集完成后使用大疆智图进行后处理

精细化建模实时图传

使用大疆智图生成模型

数字孪生底板

智慧水利解决方案架构