淮河水下地形测量项目--中海达无人船水下测绘应用

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淮河水下地形测量项目



项目背景

位于安徽省怀远县境内的淮河河道,一方面由于淮河多年分洪、行洪、蓄洪,洪水携裹泥沙沉淀,导致河道缩窄,造成洪水下泄不畅,航运船舶搁浅;另一方面由于非法采砂,使得河道局部河床下切、主流线移位和岸线崩塌,严重影响河势稳定和危及防洪工程安全。因此淮河河道部门开展水下地形测量,对维护淮河良好水事秩序和河势稳定,确保淮河防洪、通航、生态和重要设施安全至关重要。


怀远县境内淮河河道卫星图

痛点分析

传统水下地形测量主要有两种作业方式:

一是在浅水区域,测绘人员乘坐有人船,在测量尺上安装RTK进行水深测量,这种作业方式不仅危险性较大,而且因测量尺入水的姿态不同,使得同一位置重复测出的水深数据误差较大,造成水深数据不够精准;

二是在深水区域,测绘人员乘坐有人船,在船侧弦安装单波束测深仪,测杆上安装RTK进行水深测量,这种作业方式存在作业区域受限,测深仪安装较复杂,成本较高等问题。

实施方案

考虑到河中存在搁浅的风险和作业效率,用户选用了吃水更浅、作业效率更高的iBoat BSA智能无人测量船开展水下地形测量工作。作为一款单波束无人测量船,iBoat BSA智能无人测量船内置测深、船控二合一安卓版的Hi-Survey Boat软件,一键连接,开机即测,让作业更简单、更高效。同时,采用数字水深数据和模拟回波信号叠加技术,成果导出一体化,实现高效、高精度水下地形测量。


▲iBoat BSA智能无人测量船



作业过程

技术人员携带iBoat BSA智能无人测量船到达测区河道后,仅用2分钟快速完成了设备组装和通讯连接。




随后,iBoat BSA智能无人测量船开始进行水下地形测量工作。作业过程中,iBoat BSA智能无人测量船既可以自动生成航迹线,又可以现场手动布线,满足了用户半自动化的测深作业需求。同时,回波信息窗口中,采用数字水深数据和模拟回波信号叠加技术,确保了采集的水深数据更精准。


▲规划航迹测深


当经过复杂水域环境时,iBoat BSA智能无人测量船能轻松穿越水上树林,获取水深数据。


▲iBoat BSA智能无人测量船在复杂水域进行作业


外业测量作业结束后,技术人员把测深数据导入HiMAX测深仪软件,通过数字信号和模拟信号叠加技术,对数据进行采样、改正和导出,让用户得到的水下地形数据精准可靠。


▲HiMAX测深仪软件数据后处理界面



成果展示

采集的水深数据经过特定软件生成三维模型,通过三维模型得知,该段河道中间部分有较大的断面落差,且有明显的人工挖掘痕迹,判断为淮河河道疏浚工程中为疏通、扩宽或挖深河道而进行的项目施工所致。


三维模型展示

同时,通过生成的DEM模型得知,该段河道水下地势总体表现为V字型河底,每隔100米水底高程会有较大的落差区域。基于水下地形的特征区域与以往的水下地形测绘资料对比,用户可清晰地判断出特定时间段内,淮河水下地形地貌因河流冲刷、人工挖掘等因素导致的地形变化趋势,这为淮河河道清淤、管道铺设、航道规划、桥梁建设等工程提供基础数据和图鉴。


▲DEM模型展示

项目总结

iBoat BSA智能无人测量船搭载单波束进行水下地形测量作业,其智能化、集成化、吃水浅等产品特性,有效克服了淮河流域水深浅、浅滩多、水上树林等复杂水域问题。同时,iBoat BSA智能无人测量船通过安卓版软件可规划自动航线,仅需一个遥控器即可实现无人船控制和水深数据采集、观察和存储,真正实现一人、一船、一遥控器测深作业,让外业告别电脑和基站,大大提高了作业效率。

通过此次作业,iBoat BSA智能无人测量船获取了高精度的水下地形测量成果,为淮河流域的河道管理、非法采砂治理等工作的科学决策提供了可靠的数据依据,助力淮河靓起来。