【智慧城市網(wǎng) 品牌專欄】受超強冷空氣影響,自2021年11月起,黃河三湖河口至頭道拐河段出現(xiàn)流凌,黃河正式進入本年度凌汛期。
防汛防凌指揮部發(fā)出防凌工作號令
為落實黃河等北方河流防凌預報、預警、預演、預案措施,科學調(diào)度水工程,精準控制各河段封開河流量及過程,相關(guān)單位加緊分析研判黃河凌汛形勢,安排部署防凌工作。
根據(jù)黃河防凌工作需要,水利部黃河水利委員會對防凌重點工作進行了周密部署,信息中心積極開展工作,在開展常規(guī)衛(wèi)星遙感防凌監(jiān)測的同時,開展了防凌重點河段無人機現(xiàn)場監(jiān)測工作。這一舉措進一步提高了對凌汛情勢信息的采集精度和準確度,為黃河凌汛指揮調(diào)度提供了有力支撐,也為室內(nèi)衛(wèi)星遙感解譯作業(yè)提供了重要的現(xiàn)場一手參考信息,進一步提高了作業(yè)精度。
凌汛期若河道內(nèi)出現(xiàn)冰塞、冰壩等阻礙水流通暢的情況,則可能會出現(xiàn)局部河段水位抬高進而造成堤防安全隱患和洪災威脅。
黃河凌汛事關(guān)堤防安全
“九曲十八灣”的黃河,流經(jīng)多省,受地理位置和維度差異影響,每一年的11月中旬至次年3月中下旬是黃河的凌期。凌期從流凌開始,流凌密度逐漸加大,發(fā)展至出現(xiàn)岸冰及河段封凍,凌期中間有一個“穩(wěn)定封河期”凌汛相對穩(wěn)定。等次年開春,大約在3月初,溫度開始回升后,河面上出現(xiàn)更多的水流串溝,最后逐漸發(fā)展到整個河道出現(xiàn)全線水流貫通,即開河。
在凌期,若上游開河快而下游開得慢,則上游的大量漂浮冰塊容易被水流攜帶著擁堵到下游開河慢的河道,這容易造成冰塞、冰壩而抬高上游水位形成漫灘,進而威脅地方安全。
防凌監(jiān)測需要獲取防凌河段的流凌、封河、漫灘、串溝(河段冰面中出現(xiàn)的沒有冰蓋的水流)、岸冰、堤防靠流等各種凌汛情勢,并跟蹤凌情的動態(tài)發(fā)展變化情況。防凌觀測所獲取的信息是防凌工作調(diào)度的重要依據(jù),空中視角的補充此時至關(guān)重要。
無人機高效信息采集
強力支撐黃河凌汛監(jiān)測
首先,水利部黃河水利委員會信息中心防凌無人機遙感監(jiān)測小組,通過搭載高倍率變焦鏡頭的無人機勘查封河河段。利用高精度、高分辨率影像數(shù)據(jù)準確判斷流凌與封河情況。在拍攝的圖像上做基礎(chǔ)信息標注,可以直觀呈現(xiàn)封河河段情況。利用無人機拍攝的全景圖,快速打點,標注關(guān)鍵信息,且提供360度全景圖,為有效判斷上下游、左右岸關(guān)系,水流方向,封河河段情況,有無漫灘等提供關(guān)鍵信息。
其次,為把握同河道不同方向的精確溫度變化,制定防凌工作預案,防凌無人機監(jiān)測小組利用大疆經(jīng)緯M300搭載禪思P1測繪相機測量出河道封凍長度、冰凌與岸邊距離等信息,為后續(xù)研判提供基礎(chǔ)且詳細情報。
再有,為做好夜間凌情監(jiān)測能力,有效監(jiān)測冰凌變化情況,無人機遙感監(jiān)測小組在夜間使用無人機搭載禪思L1進行激光雷達點云數(shù)據(jù)采集。通過點云模型測算出冰堆出水面高度、岸邊距、路橋距等信息,及時預測處理凌汛險情。

圖:禪思L1激光雷達有效分辨河道凌汛情況
無人機獲取一手凌汛信息
有力支撐防凌指揮調(diào)度
12月15日,萬家寨庫尾曹家灣段堆冰形勢發(fā)展快速,有形成擁堵態(tài)勢。12月16日于內(nèi)蒙古包頭段河道出現(xiàn)首次封凍。防凌無人機遙感監(jiān)測小組立即前往實地開展凌情查勘和數(shù)據(jù)采集工作,支撐防凌調(diào)度工作。

圖:防凌無人機遙感監(jiān)測小組作業(yè)現(xiàn)場
監(jiān)測小組共查勘河道115公里,主要對萬家寨庫區(qū)重點區(qū)域封凍、內(nèi)蒙古河段首封情況、重點部位岸冰、重點河段清溝分布、部分河段堆冰情勢與堆冰出水高度等進行了查勘和無人機數(shù)據(jù)采集。并及時將防凌數(shù)據(jù)傳回后方遙感作業(yè)室,與衛(wèi)星遙感監(jiān)測配合開展監(jiān)測,提高衛(wèi)星遙感凌情監(jiān)測精度,滿足黃河凌情跟蹤監(jiān)測需求。無人機所采集處理的正射影像也及時加載到“黃河一張圖”當中,為凌情分析與防凌調(diào)度提供了堅實支撐。

圖:大疆智圖軟件快速測量封凍長度,冰凌與岸邊距離

圖:黃河首封河段無人機高精度正射影像

圖:夜晚采集封凍河段堆冰激光雷達數(shù)據(jù)
在凌情監(jiān)測中,無人機為水利部黃河水利委員會提供精準凌情信息,及時準確傳遞凌情變化和工程險情,為全面掌握凌情發(fā)展趨勢,及早研判防御對策提供重要支撐。隨著黃河轉(zhuǎn)入開河關(guān)鍵期,黃河防凌汛工作仍需得到持續(xù)關(guān)注重視,開展多河段巡查,加強監(jiān)測被列為重要任務(wù)。
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