（一）需求分析

水資源極易受到污染，特別是內陸水體，因自然封閉性導致的污染問題尤為突出。同時，水資源作為污染物的載體，具有動態的擴散和蔓延特性，會進一步加劇水體的污染程度。

內陸水體環境復雜、水域面積相對小且污染類型多樣，人工巡河頻率受限、視野狹小，針對非法行為取證能力不足。在人工河道巡查中，工作人員需要沿著岸邊、在橋上或坐船進行巡查、取證、拍攝各類污染河湖水質、破壞水環境和侵占水域岸線等違法行為，但是河流附近環境復雜、林草茂密、巡河效率低下、工作環境艱苦、通勤開支大，且偏遠地區及應對突發事件人員不能即時響應等，已經難以滿足水利作業日常巡查的要求。

相比普通的人力巡查，無人機水務巡檢既克服了“流域廣、斑塊瑣碎、地形復雜”等諸多因素限制，又能全方位掌握水域的基本情況。得益于各項無人機相關的智能化技術與設備的提升，同時憑借其機動靈活、操作簡單、拍攝視野全面、實現功能豐富等特點，在河（湖）道的巡查中已經逐漸代替人工，實現高效精準的巡查工作。通過科學布設入湖河流，以及湖泊水情、水質、水生態、漂浮物等監測站點，積極運用物聯網、無人機航拍、視頻監控等新技術，對湖泊岸線、水下地形、水生態水環境變化情況進行動態監測，將成為無人機河道巡查新的發展方向。

（二）解決方案

河道巡檢的常見對象，包括河道岸上的垃圾、河中水草、取排水口、水面污染、河岸違建、水上船屋、橋邊堆積物等。無人機遙感技術應用于水污染監測，可監測水面漂浮物及污染物：

1、用多光譜掃描和紅外掃描，可監測地表水體的化學污染和熱污染狀況；

2、從紅外掃描圖像上，可確定進入水體的污水擴散特征和擴散范圍；

3、搭載葉綠素傳感器，可監測水體中的葉綠素，借以確定水中藻類類型及其生長密度，掌握水體富營養狀況；

4、紫外攝影可測量水體油污染程度；

5、利用懸浮物對光波的吸收特性差異，也可測量水體泥沙含量。

無人機搭載不同傳感器，如照相機、多光譜成像儀、CCD攝影機、輕型紅外航掃儀、激光測深儀、成像光譜儀、化學傳感器等，可用于大面積水體的快速同步監測，不受時間、地點的限制，可迅速測定水體污染特征、污染源狀況等。通過不同時間內的連續監測，重復成像，還可掌握水污染的動態變化，監測突發環境污染事件的發展，預測污染變化趨勢。

河道巡檢通過設定航線進行自動化巡檢，飛行前設定好航點及高度，其間工作人員可以對問題點進行拍照或者錄制視頻（見圖3-2）。無人機攝制下的影像實時數據和基礎信息也可以納入水務巡檢無人機管理信息平臺。通過平臺隨時查閱、對比歷史資料，能及時發現隱患和測評治理效果。

圖3-2無人機河道巡檢

（三）應用案例

太湖藍藻監測：2020年5～6月江蘇蘇州太湖水面藍藻大面積暴發，嚴重污染了蘇州自來水水源，對蘇州人民的飲用水安全構成巨大威脅（見圖3-3）。為了對藍藻漫延情況進行全方位掌握，蘇州市水利局使用無人機對太湖水域進行連續空中拍照，取得了太湖水域蘇州段藍藻暴發的寶貴資料，為下一步如何整治太湖藍藻取得了重要的參考資料（見3-4）。

圖3-3藍藻污染

 A點位8:00                                            B點位8:00

A點位12:00                                         B點位12:00

圖3-4無人機藍藻監視圖

河道清潔監測：2020年5月，蘇州市水務局工程管理處為更高效、更快捷的監測和管理轄區河道，委托中飛遙感公司對轄區七浦塘、外塘河、胥口、中西河、大運河五條河道進行監測。經過收集航拍影像信息，制作正射影像，經過對圖像的剖析，精確地獲得了水情、水質、水生態、漂浮物等信息。

吳江航道巡查：2018年，為貫徹《全省交通干線沿線環境綜合整治五項行動方案》，吳江區水利局特委托蘇州中飛遙感技術服務有限公司對轄區航道進行無人機巡查，中飛遙感對此項工作分兩期進行巡查，第一期發現非法排污、非法向河道傾倒生活與建筑垃圾及河道的漂浮垃圾問題較為突出，吳中區水利局對此非常重視，立即派人清理河道及兩岸的垃圾，并處理非法排污的企業。在環境綜合整治后，中飛遙感派出無人機對航道進行第二期的巡查，河道環境較之前已大有改觀，河水變得清澈了（見圖3-5）。吳江區圓滿完成了全省交通五項環境綜合整治的目標。

圖3-5吳江航道環境整治前后對比