浅谈GIS技术在水利工程中的应用展望论文
摘要： 近年来， GIS （地理信息系统） 技术在水利工程应用领域中发挥着技术先导的作用。文章通过分析目前GIS技术在水利规划、水资源管理等水利工程行业的具体应用形式， 结合地理信息学科的发展方向， 展望GIS在水利工程中的应用前景。
关键词： GIS； 水利工程；
1 GIS技术概述
20世纪60年代， 世界上第一个GIS （加拿大地理信息系统CGIS） 诞生， 其核心是用计算机来处理和分析具有空间属性地理信息。GIS技术能够有效地管理地理信息资源， 是其能够有效利用的核心技术。20世纪以来， 计算机和网络技术日的新月异极大地推进了GIS在我国的发展进程， 由于应用后能够明显地提高工作效率和经济效益， 因此， GIS技术已成为资源与环境各领域应用中不可或缺的前沿技术。
近20年， 我国经济水平持续增长， 人民生活质量稳步提高， 同时， 水资源需求与水资源利用率相对不足的矛盾逐渐加剧， 这促使水利工作者不断探索如何利用现代信息技术手段缓解这一矛盾。为有效地利用水资源， 在当前条件下最大限度地发挥水利工程的调节作用， 减少建设、管理人员的投入量， GIS技术作为信息化的体现之一， 在水利工程各环节中的应用范围不断扩大， 应用层次也逐渐深入。通过近年来的发展， GIS的应用形式已从最初单纯的可视化应用过渡为集合分析、模拟、预测等多位一体的复杂应用， 功能也提升为对多时期的地理信息变化进行动态监测和分析比较， 将数据收集、空间分析和决策过程统一打包的应用。实践表明， 通过使用GIS系统， 有利于设计人员对工程进行总体规划， 方便施工人员对实施过程进度和质量把控， 有效提高管理人员的工作效率， 从而提升水利行业整体信息化水平。
2 GIS技术在水利工程中的应用
水利工程为消除水害和开发利用水资源而修建， 重要性不言而喻， 而其本身具有一定的地理空间属性， 对工程的地理环境依赖较高。GIS的发展恰好为水利工程的空间属性提供了可行的表现途径和有效的模拟、分析方法。运用GIS技术， 矢量化地理信息数据， 搭建水利工程地理信息平台， 能够直观地展示工程环境， 结合水利资料， 实现环境分析模拟， 有利于管理人员决策[1]。
目前， GIS在水利工程方面的应用主要表现在以下几方面：
（1） 水利工程规划
GIS技术广泛应用于水库选址、复杂工程布局、工程测量[2]、库容量计算、开挖土石方量计算、工程建设监测[3]、工程变形监测等方面， 促使水利工程规划、管理科学发展。
（2） 水资源管理
运用GIS技术能够确定水资源分区， 建立科学有效的管理模式， 分析水资源量， 直观地展示水资源分布和数量的动态变化， 有助于实现水资源的合理利用。
（3） 防洪减灾
GIS应用主要表现在防汛决策支持系统[4]和洪灾损失评估， 它以GIS为基础， 实现了决策方案、防汛信息、损害范围的直观化和形象化表达， 为全国防汛决策提供有力的技术支撑。
（4） 水土保持
利用GIS技术能够进行水土流失预测和动态监测[4]， 查询、统计、分析土地分区和土地利用情况， 有利于重点区域水土流失综合治理措施的制定， 提升治理效果。
（5） 水质监测
建立GIS水质监测应用平台， 能够掌握水质的实时动态变化， 及时辨析污染源头， 有利于地表水、地下水储量分析， 模拟水量调度， 提高水资源利用水平。
（6） 水文预报
通过GIS技术， 整合水文基础数据， 实现基础背景数据管理， 对空间和属性数据的查询， 统计数据以及显示检索， 为水文预报提供基础数据支撑[5]。
3 GIS技术应用展望
随着计算机技术的发展， GIS技术在水利工程应用的内容已从结合地理要素的水利信息查询展示发展到利用GIS空间运算完成水利信息的分析、计算、模拟与统计。近年来， 结合遥感、GPS等前沿技术， 构建3D、4D地理信息系统平台， 实现多维度水工建筑仿真应用已成为水利信息化应用新趋势 （如三维可视化洪水淹没分析与灾情评估系统、4D水利施工管理系统等[6]） 。水利要素具有的空间地理属性促进了GIS在水利应用中的高速发展， 纵观发展历史， 水利GIS应用的发展趋势主要表现为应用内容的发散性扩展及应用技术的融合性集成。
3。1 应用内容扩展
利用GIS技术， 实现工程环境分析模拟的形象化， 并且在一定程度上提高了获取信息的时效性和准确性， 有利于管理和决策。因此， 今后GIS技术将逐渐覆盖水利行业的各个方面， 促使水利信息化进一步发展。
（1） 洪水模拟
利用洪水历史资料， 结合GIS平台， 建立合理的流域模型， 通过可视化模拟， 分析流域洪水成因、洪水特性及其规律；通过地理信息要素分类， 分析各主要河道的自然条件；运用GIS技术， 进行上下游洪水演进模拟分析， 促使建立一定洪水标准下合理的蓄、滞、泄关系及管理措施等。
（2） 供水预案
建立供水、需水、蓄水地理信息管理平台， 通过电子地图可视化展示水源地分布， 有助于研究可能的供水方案与主要工程措施及用水管理与供水水质保证措施。
（3） 水质分析
实现水质采集自动化， 分析地质、水质信息的地理属性， 应用GIS技术研究土壤侵蚀分区；分析各类可能污染源；利用历史资料， 模拟预测不同规划水平年的污染负荷量和水质变化， 以此为基础研究保护水资源应采取的措施。
（4） 工程测量
应用无人机搭载遥感、GPS设备， 采集、处理工程测量数据， 利用GIS技术实现测量数据可视化， 减少外勘人力成本， 提高工程测量的.精度与效率， 便于数据成果的合理应用。
3。2 应用技术深入
（1） GIS技术发掘
随着GIS技术的发展， 多种空间数据结构 （如“真三维”、“时空四维”） [7]应运而生， 面向对象的数据模型和实用的界面语言正处于高速发展阶段， 数据自动输入技术不断完善， 各行各业GIS应用模型开发力度不断加大， GIS的网络共享能力 （webGIS） 不断增强。在这样的大环境中， 水利与GIS的结合必将更加深入， 具体表现为水利数据信息的表达将趋于多维度、丰富性、立体性、共享性， 水利应用模型将趋于结构化、可扩展性， 形成整个水利行业的GIS综合管理平台， 逐渐打开GIS综合系统与水利专业系统共存共荣的局面。
（2） 相关技术集成
鉴于水利空间数据的时间性和复杂性， 单一的GIS技术很难满足水利要素的处理要求。因此， 在水利工程的应用中， “3S”技术 （全球定位系统GPS、遥感RS、地理信息系统GIS） 、无人机技术的集成已成为必然的发展趋势。GPS为GIS的快速定位和更新提供手段， 遥感技术的多谱段、多时相、多传感器和多分辨率的特点， 为GIS不断注入“燃料”， 反过来又可利用GIS支持从遥感影像数据中自动提取语义和非语义信息， 而无人机则可作为遥感设备提供载体[7]。利用无人机航拍， GPS和RS赋予了GIS实时、动态属性。3S技术整体结合所构成的水利地理信息系统是高度自动化、实时化的GIS系统。这种系统不仅具有自动、实时地采集、处理和更新数据的功能， 而且能够分析和运用数据， 为水利各学科应用提供科学的决策咨询。
多媒体地理信息系统 （MGIS） 将文字、图形 （图像） 、声音、色彩、动画等技术融为一体， 为GIS应用开拓了新的领域和广阔的前景[8]。它能够以最直观的方式表达和感知空间地理信息， 以形象化的、可触摸 （触屏） 的甚至声控对话的人机界面操纵空间地理信息处理的技术。应用MGIS的水利地理信息系统将对结构、功能及应用模式的设计产生极大的影响， 使得各类信息的表现形式更丰富， 更灵活， 更友好。
4 结语
毋庸置疑， 水利GIS应用的基础是地理空间数据和水利专题要素数据， 相关专业 （如测量专业） 的发展将对其产生明显的限制或促进作用。因此， GIS在水利工程中的应用水平应依据各专业的发展稳步提高， 防止闭门造车， 构建海市蜃楼。
复杂技术集成的GIS在水利工程上的应用将会成为今后一段时期内水利信息化的主要趋势。搭建集工程规划、建设、管理为一体的水利工程综合地理信息平台， 能够实时、有效地展示工程运行情况， 模拟防洪工况， 提高管理决策能力， 为水利信息化事业发展添砖加瓦。
参考文献
[1]刘林宁。地理信息系统在水利工程中的应用探讨[J]。农村经济与科技， 2016， 27 （18） ：65。
[2]鞠尊洲。3S技术在水利工程测量中的应用[J]。科技信息 （学术研究） ， 2008 （14） ：239—240。
[3]李蕾。浅谈在水利工程建设管理中信息技术的应用[J]。建设科技， 2016 （17） ：93。
[4]王芳， 卜倩倩。探析计算机地理信息系统在水利中的应用[J]。资源节约与环保， 2015 （03） ：154。
[5]赵晓敏， 李本怀。GIS技术在水文预报中的应用—以长春新立城水库为例[J]。水利技术监督， 2013， 21 （02） ：64—66。
[6]刘丹， 刘萍， 樊耔均。GIS在水利现代化中的应用和发展趋势[J]。硅谷， 2012， 5 （24） ：43+42。
[7]张会玲。GIS技术应用及未来发展趋势[J]。信息系统工程， 2012 （04） ：98—99。
[8]董凤服， 刘洋。GIS技术的发展趋势[J]。网络与信息， 2007 （08） ：65。
无人机在水利工程测量中的应用分析
无人机的应用，均可以实现对工程建设和管理的低空遥感，完成对工程的快速测绘及信息监测。 那么无人机在水利工程测量中的应用是怎样的?
众所周知，水利工程是重要的基础设施工程，对于促进经济发展和社会进步具有重要意义。现阶段，随着科技的发展，水利工程的建设也日趋现代化。尤其是在水利工程测量方面，现代科技的应用，极大地提高了工程测量的效率和质量。尤其是无人机的使用，凭借自身的机动灵活性，快速获取数据，贡献巨大。本文主要探讨了无人机在水利工程测量中的应用。
我国有面积广阔的季风气候区，海陆热力性质的巨大差异，形成了我国降水时空分布的不均匀性，旱涝灾害频发。随着我国水利基础设施的完善，水利信息化水平的不断提高，结合了先进的空间技术、通信技术等先进技术的信息化测绘技术在水利工程测量的实践中应用日趋广泛，为水利工程的设计和施工提供了精确、直观的数据分析，提高了工程决策的科学性。近年来，随着无人机的使用，起降方式机动灵活，自主飞行，低空循迹，快速获得数据资料，尤其是无人机中的相关设备，能够对于航空影像和工程数据进行收集，有利于三维模型的构建，为工程的科学决策奠定了基础。
一、无人机在水利工程中的应用
(一)无人机在水利工程中的应用范围
在水利工程行业内，工程建设与管理与工程建设环境评价和安全监测息息相关，而无人机的应用，均可以实现对工程建设和管理的低空遥感，完成对工程的快速测绘及信息监测。由于 工程监测具有数据分辨率高、实施快速的特点，而无人机的监测也具有灵活性强，分辨率高的优点，再配合以先进的空间信息技术和GPS技术，能够为水利工程的建设和科学决策提供科学的数据基础。
(二)无人机在水利工程中的应用分析
1.无人机在水利工程测绘中的具体应用
普通航空摄影也可以用于工程测绘，但是由于缺乏灵活性，对于云下图像的获取难度也很大，卫星遥感时效性不高，分辨率低，为此，在水利工程的测绘实践中，往往需要重复测绘，工作效率不高。随着无人机的使用，在机体上荷载数据遥感设备，借助于遥感数据处理系统，并与3S技术有机结合，能够对目标进行有效的观测和数据处理。通过无人机技术的使用，可以实现对目标的实时数据收集和快速处理。另一方面，通过无人机技术的使用，无人机遥感图像技术能够将不同时段的监测图像进行假彩色合成，从而对工程不同区域内水域的状况进行分析，为科学决策提供有效信息。
2.无人机在水利工动态监测和水域环境监测中的具体应用
我国水资源储量丰富，流域众多，河流面积广，对经济发展产生了重要影响。通过无人机技术的使用，能够实现对水域变化的动态监测，掌握基本的.水域基础数据，为水域的调查和统计奠定基础，并逐步实现水域管理的信息化，为水利管理的现代化铺平道路[1]。
3.无人机在水利工程水土保持中的具体应用
随着经济的发展，在各种因素的共同作用下，我国水土流失的问题日趋严重，甚至成为了最主要的环境问题之一。尤其是水利工程的建设，对流域内水土流失情况进行统计，人工处理方法费时费力，准确性不高。随着无人机技术的应用，根据土壤侵蚀定量来对水土保持进行研究。通过获取的遥感图像，能够对水土流失问题进行分析，并制定合理的改善策略，确保水利工程的可持续发展。
二、无人机在水利工程测量中的有效运用
(一)概述
无人机技术在水利工程测量中的具体应用，主要涉及无人机低空摄影测量系统，测量系统要想正常发挥功能，就必须保证飞行平台、飞行导航与控制系统、数码摄像设备、数据传输、地面监控、发射与回收、地面保障设备等系统均处于正常工作状态[2]。
无人机低空摄影测量系统有着广泛的实践应用，尤其是在土地利用动态监测、地质灾害勘察、矿产资源勘探、海洋资源勘察、环境监测等方面，无人机技术有着重要的应用。值得一提的是，无人机在水利工程测量中也有着广泛的应用。在应用过程中，需要根据地面分辨率、航摄范围、时间、航线布设及影像重叠度等进行设计，确保应用效果[3]。
(二)作业方案
本文以某水利工程的测绘工作为例，对无人机技术在水利工程测量中的应用方案进行了探讨。在本次测绘任务中，无人机低空摄影测量系统在设计测绘任务时，将其划分成7个架次。在测绘过程中，平面控制网布设了四等GPS网，GPS标石点共埋设了24个，并需要对3个国家三角点进行联测。关于高程控制，本次测绘工作所采用的是四、五等集合水准测量测量成果。关于像控点，区域网布设方案是非常适合本次测量工作实践的设计方案，航向相邻两个像控点之间的跨度控制在8-12条基线之间。为了保证测绘工作顺利开展，像控点的位置也至关重要，为此，一般选择在航向及旁向六片或五片的重叠范围内。在实际测量工作中，通过GPS-RTK方式对像控点进行联测，确定其三维坐标。数据采集的条件为固定解状态HRMS和VRMS均不高于0.02m[4]，并以两次测量值的平均值作为最终测量结果。
在本次的航空摄影中，无人机航空摄影分别实施了7个架次，航摄仪型号为Canon 5D Mark II，最终确定的地面分辨率为17cm，地面数据采集采用的是VirtuoZo NT 3.5，并借助CASS9.1软件形成最终的测绘图，输出结果，具体的工作流程如下图1所示。
(三)具体实施的相关内容
无人机在水利工程测量的具体应用过程中，主要对工程进行了低空摄影测量、空中三角测量。关于低空摄影测量，采用Canon 5D Mark II航摄仪对水利工程进行测量，累计航线36条，拍摄照片3383张。拍摄焦距0.035mm，绝对高度1200米，基线距离190m，航线距离 528m，平均分辨率为0.16，航向重叠度为68.58%，旁向重叠度为41.65%。根据相关的统计，误差均符合相关要求，表明无人机航摄的质量均符合各项指标。关于空中三角测量，在VirtuoZo数字化摄影测量工作站下，对空中三角测量进行加密，加密软件为Inpho，为了保证工作效率，本次测量所采用的加密方法为分区加密。加密流程如2所示，空三加密点是由计算机自动匹配的[5]。在Inpho软件中，自带平差结算功能，能够对区域网平差进行计算，提高测量精度[6]。为了保证检测的精确度，需要改正航片畸变，设置信息文件和相机文件，做好像点匹配、航带连接和外业像控点的平差处理等工作，同时还要做好必要的质量检查工作。
结语：
随着我国经济的发展，科技的进步，越来越多的科技成果将被应用于实践。在水利工程作为我国重要的基础设施，是一项利国利民的工程，需要不断引入先进的科技成果，提高自身的建设质量。为此，将无人机应用于水利工程测量的实践中，在提高测量精度的同时，对于促进水利工程的可持续发展具有重要意义。是怎样的?
众所周知，水利工程是重要的基础设施工程，对于促进经济发展和社会进步具有重要意义。现阶段，随着科技的发展，水利工程的建设也日趋现代化。尤其是在水利工程测量方面，现代科技的应用，极大地提高了工程测量的效率和质量。尤其是无人机的使用，凭借自身的机动灵活性，快速获取数据，贡献巨大。本文主要探讨了无人机在水利工程测量中的应用。
我国有面积广阔的季风气候区，海陆热力性质的巨大差异，形成了我国降水时空分布的不均匀性，旱涝灾害频发。随着我国水利基础设施的完善，水利信息化水平的不断提高，结合了先进的空间技术、通信技术等先进技术的信息化测绘技术在水利工程测量的实践中应用日趋广泛，为水利工程的设计和施工提供了精确、直观的数据分析，提高了工程决策的科学性。近年来，随着无人机的使用，起降方式机动灵活，自主飞行，低空循迹，快速获得数据资料，尤其是无人机中的相关设备，能够对于航空影像和工程数据进行收集，有利于三维模型的构建，为工程的科学决策奠定了基础。
一、无人机在水利工程中的应用
(一)无人机在水利工程中的应用范围
在水利工程行业内，工程建设与管理与工程建设环境评价和安全监测息息相关，而无人机的应用，均可以实现对工程建设和管理的低空遥感，完成对工程的快速测绘及信息监测。由于 工程监测具有数据分辨率高、实施快速的特点，而无人机的监测也具有灵活性强，分辨率高的优点，再配合以先进的空间信息技术和GPS技术，能够为水利工程的建设和科学决策提供科学的数据基础。
(二)无人机在水利工程中的应用分析
1.无人机在水利工程测绘中的具体应用
普通航空摄影也可以用于工程测绘，但是由于缺乏灵活性，对于云下图像的获取难度也很大，卫星遥感时效性不高，分辨率低，为此，在水利工程的测绘实践中，往往需要重复测绘，工作效率不高。随着无人机的使用，在机体上荷载数据遥感设备，借助于遥感数据处理系统，并与3S技术有机结合，能够对目标进行有效的观测和数据处理。通过无人机技术的使用，可以实现对目标的实时数据收集和快速处理。另一方面，通过无人机技术的使用，无人机遥感图像技术能够将不同时段的监测图像进行假彩色合成，从而对工程不同区域内水域的状况进行分析，为科学决策提供有效信息。
2.无人机在水利工动态监测和水域环境监测中的具体应用
我国水资源储量丰富，流域众多，河流面积广，对经济发展产生了重要影响。通过无人机技术的使用，能够实现对水域变化的动态监测，掌握基本的水域基础数据，为水域的调查和统计奠定基础，并逐步实现水域管理的信息化，为水利管理的现代化铺平道路[1]。
3.无人机在水利工程水土保持中的具体应用
随着经济的发展，在各种因素的共同作用下，我国水土流失的问题日趋严重，甚至成为了最主要的环境问题之一。尤其是水利工程的建设，对流域内水土流失情况进行统计，人工处理方法费时费力，准确性不高。随着无人机技术的应用，根据土壤侵蚀定量来对水土保持进行研究。通过获取的遥感图像，能够对水土流失问题进行分析，并制定合理的改善策略，确保水利工程的可持续发展。
二、无人机在水利工程测量中的有效运用
(一)概述
无人机技术在水利工程测量中的具体应用，主要涉及无人机低空摄影测量系统，测量系统要想正常发挥功能，就必须保证飞行平台、飞行导航与控制系统、数码摄像设备、数据传输、地面监控、发射与回收、地面保障设备等系统均处于正常工作状态[2]。
无人机低空摄影测量系统有着广泛的实践应用，尤其是在土地利用动态监测、地质灾害勘察、矿产资源勘探、海洋资源勘察、环境监测等方面，无人机技术有着重要的应用。值得一提的是，无人机在水利工程测量中也有着广泛的应用。在应用过程中，需要根据地面分辨率、航摄范围、时间、航线布设及影像重叠度等进行设计，确保应用效果[3]。
(二)作业方案
本文以某水利工程的测绘工作为例，对无人机技术在水利工程测量中的应用方案进行了探讨。在本次测绘任务中，无人机低空摄影测量系统在设计测绘任务时，将其划分成7个架次。在测绘过程中，平面控制网布设了四等GPS网，GPS标石点共埋设了24个，并需要对3个国家三角点进行联测。关于高程控制，本次测绘工作所采用的是四、五等集合水准测量测量成果。关于像控点，区域网布设方案是非常适合本次测量工作实践的设计方案，航向相邻两个像控点之间的跨度控制在8-12条基线之间。为了保证测绘工作顺利开展，像控点的位置也至关重要，为此，一般选择在航向及旁向六片或五片的重叠范围内。在实际测量工作中，通过GPS-RTK方式对像控点进行联测，确定其三维坐标。数据采集的条件为固定解状态HRMS和VRMS均不高于0.02m[4]，并以两次测量值的平均值作为最终测量结果。
在本次的航空摄影中，无人机航空摄影分别实施了7个架次，航摄仪型号为Canon 5D Mark II，最终确定的地面分辨率为17cm，地面数据采集采用的是VirtuoZo NT 3.5，并借助CASS9.1软件形成最终的测绘图，输出结果，具体的工作流程如下图1所示。
(三)具体实施的相关内容
无人机在水利工程测量的具体应用过程中，主要对工程进行了低空摄影测量、空中三角测量。关于低空摄影测量，采用Canon 5D Mark II航摄仪对水利工程进行测量，累计航线36条，拍摄照片3383张。拍摄焦距0.035mm，绝对高度1200米，基线距离190m，航线距离 528m，平均分辨率为0.16，航向重叠度为68.58%，旁向重叠度为41.65%。根据相关的统计，误差均符合相关要求，表明无人机航摄的质量均符合各项指标。关于空中三角测量，在VirtuoZo数字化摄影测量工作站下，对空中三角测量进行加密，加密软件为Inpho，为了保证工作效率，本次测量所采用的加密方法为分区加密。加密流程如2所示，空三加密点是由计算机自动匹配的[5]。在Inpho软件中，自带平差结算功能，能够对区域网平差进行计算，提高测量精度[6]。为了保证检测的精确度，需要改正航片畸变，设置信息文件和相机文件，做好像点匹配、航带连接和外业像控点的平差处理等工作，同时还要做好必要的质量检查工作。
结语：
随着我国经济的发展，科技的进步，越来越多的科技成果将被应用于实践。在水利工程作为我国重要的基础设施，是一项利国利民的工程，需要不断引入先进的科技成果，提高自身的建设质量。为此，将无人机应用于水利工程测量的实践中，在提高测量精度的同时，对于促进水利工程的可持续发展具有重要意义。
为了能够有效地将无人机系统连接到综合一体化的作战信息网络当中,需要深入探讨无人机系统的组网问题。本文研究了无人机作为信息支撑平台,采用分层结构的接入技术,路由算法以及数据调度算法,论文的主要内容如下: 1.分析了无人机平台自身特点和设备特性,研究了无人机超视距通信的传输体制;基于结构分层概念,提出了包括主干层、战术层以及用于提供战场信息支持的无人机通信网络结构;介绍了网络协议设计需要解决的关键问题和用于性能分析的军用仿真技术。 2.依据无人机网络分层的特殊结构,分析了常用多址接入方式的容量大小以及优缺点,提出了不同层间无人机的多址接入方式,并着眼于用于战场通信服务的无人机,提出了适用于自组织结构的空中无人机机群的同步式多址接入方式ESMA,通过对协议进行分析可以看出该协议具有较强的鲁棒性和接入效率。 3.分析了无线自组织网络的路由问题,提出了自组织结构的无人机网络在不同的信道条件下所应采取的不同路由策略。包括链路稳定时的DSR路由算法和链路不稳定时的定向泛洪式的DREAM路由算法。 4.提出了无人机数据调度问题,研究了现有的数据调度算法,通过理论和试验数据的分析,为无人机在使用时采取的不同数据调度策略提供依据。
浅谈多旋翼无人机任务系统的优秀论文
前言： 随着无人机产品的不断增加，市场之间的竞争力，也逐渐的提升，对此本项目研究出了更适合于工业控制、自动化装备等领域产品的多旋翼无人机，产品不仅定位合理，同时与其他产品存在一定的差异，该任务系统，是指先进智能装备数据链的无人多旋翼任务，存在较高的能量利用效率、载荷运输性能，是其它无人机产品，在技术方面不能相比的;制定合理的市场规划，会给企业带来一定的经济效益。
1 多旋翼无人机定义概述
我们常称无人飞行载具，为无人飞机系统，主要是利用无线电智能遥控设备，以及自带的控制程序装置，对于不载人的飞机进行操控。其中广义的无人机，包括狭义无人机以及航模。
多旋翼飞行器，主要由动力系统、主体、控制系统组成，动力系统包括电机、动力、电子调速器、桨;主体部分包括机架、脚架、云台;控制系统包括由遥控接收器、遥控组成的手动控制;地面站，以及由主控、GPS、IMU、电子陀螺、LED显示屏组成的飞行控制器。其中四旋翼，是一种4输入6输出的欠驱动系统;通过PID、，鲁棒、模糊、非线性、自适应神经网络控制。近年来，对于系统的控制功能的研究趋势，为大荷载、自主飞行、智能传感器技术、自主控制技术、多机编队协同控制技术、微小型化等方向。其中一些关键技术为，数学模型的建立、能源供给系统、飞行控制算法、自主导航智能飞行。
2 控制系统改进发展阶段
多旋翼无人飞行器的控制系统，最初是由惯性导航系统，借助了微机电系统技术，形成了EMES惯性导航系统;经过对于EMES去噪声的研究，有效的降低了其传感器数据噪音的问题，最后经过等速度单片机、非线性系统结构的研究、应用，最终在2005年，制作出了性能相对稳定的多旋翼无人机自动控制飞行器。对其飞行器的评价，可从安全性、负载、灵活性、维护、扩展性、稳定性几方面要素进行分析。具有体积小、重量轻、噪音小、隐蔽性强、多空间平台使用、垂直起降，以及飞行高度不高、机动强、执行任务能力强的特点;在结构方面，不仅安全性高、易于拆卸维护、螺旋桨小、成本低、灵活控制的特点。
3 技术原理
3.1系统组成
无人多旋翼任务系统，总体技术方案框图如图1所示;如图所示，无人多旋翼任务系统，由无人机、地面工作站构成。无人机，由多旋翼无人机、任务载荷组成;地面工作站，由数据链通信单元、工业控制电脑、飞行控制摇杆等组成。
3.2系统技术原理
3.2.1多旋翼无人机，通过对于螺旋桨微调的推力，实现稳定的飞行姿态控制、维持。经过上述，对于多旋翼无人机、常规直升机、固定翼飞机的对比，可以明显的看出，多旋翼无人机，在任务飞行方面，具有多能量的优势，从而更好的执行完成飞行任务，改善了飞行姿态维持，消耗大量能量的缺陷，从而更好的保证了其能量利用率，直接产生续航时间、载荷运输性能的提升;在结构方面，做了大量的简化，省去了传动机构，使其运行噪音、故障概率、维护成本大大的降低。
3.2.2无人机，与地面工作站之间的通信，通过设备数据链实现连接，起到通信中介的作用，同好也是无人机、地面工作站之间，实现地空信息交换的重要桥梁环节。以往无人机，对于地空信息的转换连接，只是普通的点对点通信，收到信号传输距离的影响，性能发挥受到严重的影响，只能实现一些简单遥控数据信号的传输。
但是本项目，对于无人多旋翼任务系统的研究，是通过数据链协议MAVLink的研究后，将其合理的嵌入到控制核心、地面数据链的ARM平台中，有效的改善了以往低空信息传输环节存在的问题，将其遥测、遥信、遥控、遥调、遥视这五遥很好的进行了统一，保证了通信之间的无障碍，从根本上解决了无人机和地面工作站的数据通信问题。其中涉及到的.五遥;其中遥测，是指对于远方的电压、电流、功率、压力、温度等模拟量进行测量;其中遥信，是指对于远方的电气开关、设备，以及机械设备的工作、运行等状态进行监视;遥控，是指对于远方电气设备、电气机械化装置工作状态的控制、保护;遥调，是指对于远方所控设备的工作参数、标准流程等进行设定、调整;遥视，是指对于远方设备的安全运行状态的监视、记录。
3.2.3传统的无人机，在飞行时需要通过人工对于遥控器的操作，对其飞行姿态进行的控制，体现出其自动程序的不完善，功能单调等缺陷。但是本项目对于无人机的研究，在地面工作站，通过飞行任务规划软件的配套，有效的改善了以往功能单一的缺点，直接增加了其功能性。其中飞行任务规划软件，具备GoogleMap高速API接口，实现对于无人机飞行航线，在三维地图上的简易规划，同时也能对其航线进行启动，使其实现自动巡航、执行飞行任务、返航等操作。
4 技术关键点及创新点
4.1技术关键点：
4.1.1地空信息的的数据通信。
先进智能装备数据链协议MAVLink的应用，能够对其所有数据进行有效的整合，并全部归纳在数据链路中，整合五遥操作，有效的降低了多种通信制式、通信模块存在等方面的问题，提高了通信效率，保证了通讯功能得以有效发挥。
4.1.2解决飞行姿态操控问题
嵌入式操作系统，在ARM处理器平台上的应用，加上陀螺仪等传感器、卡尔曼滤波等先进算法，从而更好的保证了控制系统的功能增加，除此之外，不仅实现了无人操作飞行，在飞行操纵方面，也有效的降低了能耗，增加了能量利用率。
4.1.3在工业控制领域应用的扩展
本项目以同一载具+多种载荷的建设、研究思路，针对于型号相同的多旋翼飞行器，设计一样的数据、电气、机械接口的任务载荷，实现快速更换载荷，使其飞行任务之间，能够良好、稳定的切换、衔接，保证该系统的实用性，同时也减少了任务执行的成本。
4.1.4增强地面工作站功能
通过C/S架构、C#语言、.net平台、三维GoogleMap、SQL数据库，以及地面任务规划软件、分析数据分析软件，从而更好的增强地面工作站的功能，以及自动化、智能化的程度,更好的为用户操作，带来更多的便利。
4.2项目的技术创新性
4.2.1在无人机、地面站，在植入数据链MAVLink的同时，加强整体系统功能的改进，有效的实现了五遥的综合统一。
4.2.2卡尔曼滤波、四元数算法，加上嵌入式ARM平台，对其飞行姿态实现有效控制。
4.2.3同一载具+多种载荷思路的研究，实现了无人机，对任务执行模式的有效转换。
4.2.4同时地面任务规划软件、分析数据分析软件的应用，提高了系统的控制功能，以及系统智能化程度。
5 总结
综上所述，通过对于无人多旋翼任务系统的分析，发现我国针对于此方面的研究，仍存在很多不完善的地方，该项目通过C/S架构、C#语言、先进智能装备数据链、分析数据分析软件等，照比以往的无人机飞行器，在系统功能改进方面，实现了遥测、遥信、遥控、遥调、遥视的统一;在任务执行模式方面，实现了灵活转换;在飞行姿态方面，实现了智能操控;是在已有多旋翼飞控技术的基础上，有效的规避了其以往的缺陷，同时自主飞行控制软件编程，这种飞控任务的提供，有效的实现了飞行中，自主导航智能飞行。
电力企业输电线路巡检工作中无人机的运用论文
在当前形势下，电力企业的体制改革已取得了一定的成效，供电服务范围进一步扩大，输电线路的分布也越来越广。由于各地区的自然环境具有一定的差异性，因此，采用人工方式对输电线路进行日常巡检已远远达不到要求。而采用无人机巡检可以在第一时间查明故障位置，且不会受到地形条件的影响，同时，还可以实现多角度、全方位的巡检，进而从整体上掌握输电线路的运行状况。可见，无人机的应用对于电力企业的输电线路巡检工作具有重要意义。
1 无人机的研究设计分析
当前，在输电线路巡检中，应用最为广泛的是遥控直升机和四旋翼无人机。应用无人机对输电线路进行全方位的巡视，可以迅速、准确地判断故障的发生点，大大提高巡视工作的效率。从产生和自身结构来看，无人机是先进科学技术创新研究的产物，它的形成主要涉及以下几方面。
1.1 技术方面
遥控直升机采用的是普通直升机的气动布局，一般可以携带图像采集和实时传输设备，在飞行过程中，可以将所“看”
到的各种信息通过传输设备及时传输到监控中心，从而大大提高输电设备巡视、检修工作的效率。四旋翼无人机的气动布局结构是 4 个旋翼相互对称分布。这种结构设置使其具有较高的起降能力。此外，四旋翼无人机还安装有减振云台和无线传输设备，在对输电线路进行巡检时，可以利用微型高分辨率的图像采集设备获得高清信息，并将所获信息及时传输到监控中心。
1.2 自身系统构成方面
遥控式无人机的构成主体是遥控直升机的本体。此外，遥控直升机还包括减振悬挂装置、信息采集和传输设备、地面图像的监视和操控系统等。四旋翼无人机主要由本体和地面监控站构成。
1.3 功能方面
1.3.1 无人机的功能分析应用遥控直升机巡检的工作流程是由人工进行遥控飞行或者悬停在输电线路的上空，而后再利用信息采集设备对线路的图像信息进行实时采集和传输；应用四旋翼无人机巡检的工作流程是在地面站的引导下，根据输电线路的布设状况进行信息的采集和传输。具体来说，分为以下几个步骤：①四旋翼无人机自主悬停于特定空间位置，而后再进行图像信息采集；②通过调节四旋翼的航向和减振云台，对图像采集设备、被检测设备的光学角度和距离进行合理调整，实现对输电线路设备图像的实时采集和传输；③根据人工操作的各项指令进行控制，而后沿输电线路进行飞行式观测和信息采集。
1.3.2 地面站的功能分析四旋翼无人机地面站的基本功能包括与四旋翼无人机协调进行遥控、遥测通信，对四旋翼无人机的图像信息采集位置的确定起引导作用，实时接收和整理分析无人机所获得的输电线路信息，实时操作、控制无人机的飞行状态和云台状态。
1.4 关键技术要点和创新点的分析
无人机巡检输电线路的关键技术要点和创新点主要包括以下几个：①四旋翼无人机具有自主悬停、自主导航飞行的特点，可以进行输电线路跳闸后的故障点查找，并在此基础上，构建一个完整的输电线路全过程立体式的巡检系统。②四旋翼无人机的另一个功能就是可以对输电线路起到防碰撞保护作用，用于输电线路的巡视和检测，同时，还可以对严重自然灾害下的输电线路起到保护作用，比如常见的大风、暴雨等。③地面实时监控技术和图像防抖降噪技术在输电线路巡检中的应用。无人机所配备的可见光视频可以在网络信息技术的作用下及时传输到监控中心。④对四旋翼无人机一体化设计和输电线路的快速检测系统进行优化，有效解决流线型机身的碳纤维制作工艺问题，进而解决锂电池的选型、旋翼的升力、电机的选型和空气动力等相关问题。⑤自主悬停和飞行控制系统具有自驾和手动两种工作模式。在自主悬停的状态下，无人机不仅可以通过地面站的高清录像检查线路，并保留手动模式，还可以按照既定的路线进行自主导航的飞行和巡检。
2 无人机的应用分析
2.1 实际应用效果
在输电线路的巡检中，应用无人机可以实现多角度、全方位的高空信息采集，有效降低架空输电线路巡检工作的强度，减少安全隐患，促进巡检效率和质量的提高，尤其是在恶劣的'环境中，比如在铁塔打滑时，无人机可以代替人工蹬杆和走线，进而保障了电网的安全、稳定运行。另外，应用无人机可以大大降低巡检工作的成本，为生产生活用电提供保障。
可见，无人机的应用对当前电力企业的输电线路巡检工作具有重要意义。
2.2 无人机的发展前景
无人机的发展前景可以概括为以下几点：
①在高压输电线路中，可快速、准确地查找故障点，并对存在的可疑故障点进行高效、合理的巡检，是高压输电线路稳定运行的保障。
②在输电线路具体的某个路段或局部设备中，可以快速对故障进行巡检，成本低、效率高，具有较好的安全性和技术性。
③可以智能化定点悬停在输电线路金具和绝缘子的上方进行局部检测，操作简单，从而减少人工巡检的任务量和时间，尤其是在环境条件恶劣的输电线路中，无人机的优势更为明显。
④无人机所具有的陀螺稳定可见监视器和红外线成像仪设备不仅能够对输电线路起到录像和检测的作用，实现自动巡检，还能够有效解决地形巡视困难等问题，进一步降低人工巡检的潜在危险性，提高输电线路的运行质量。
3 总结
电力在现代社会发展中发挥着重要作用，是国民经济健康、稳定发展的保障。在科技的推动下，将无人机应用于输电线路巡检中，可以大大提高输电线路的运行效率和质量，并进一步提升其运行的可靠性和稳定性。因此，电力企业要加大对无人机的应用和研究力度，提升其实际应用效果。
参考文献
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[3]周海峰。无人机巡检输电线路技术的应用与分析[J].建筑工程技术与设计，2015（18）：1238.
学号：20021210879 姓名：曹卓为 【嵌牛导读】本文简单介绍了港科大沈劭劼教授团队在无人机自主避障快速导航等领域做出的贡献。 【嵌牛鼻子】无人机避障导航技术 【嵌牛正文】 原文链接： 如果面前有一片树林，无人机能自己穿过去吗？现在的技术已经能够做到这一点，但速度一般。 最近两年，港科大沈劭劼教授带领的研究小组向这一问题发起了挑战。他们提出的新方法不仅能让无人机穿过树林，还实现了快速自主导航。 从 demo 中我们可以看到，这架无人机可以在障碍重重的室内外快速飞行，即使在拐弯处也不会撞到障碍物。这还要得益于他们提出的一个稳健的 perception-aware 重规划框架——RAPTOR（字面含义：猛禽）。 正如名字中所寄予的期望，RAPTOR 经历了各种复杂环境的考验，结果都能保证无人机的平稳、快速自主飞行。相关研究已经提交给机器人学顶会 T-RO 接受评审。 论文链接： 项目链接： 在此之前，该研究团队还有两篇相关论文，其中一篇被 ICRA 2020 接收。 近年来，由于轨迹重规划不断取得进展，让四旋翼无人机在未知环境中自主导航已经不是什么难事。然而，大多数方法只适用于中速飞行。是什么阻碍了四旋翼无人机的提速之路？作者总结出了以下几个原因： 1. 在未知的环境中高速运行时，四旋翼无人机需要在极短的时间内重新规划轨迹，以避免撞到障碍物，否则它会坠毁。然而，在非常有限的时间内，大多数方法不能保证快速找到可行轨迹。 2. 目前的方法通常是在一个拓扑等价类中寻找局部最优轨迹，但该类别可能并没有包含平稳、快速飞行所需的最佳解决方案。 3. 现有的方法对环境的感知不足，当飞行速度和障碍物密度变高时，这可能是一个致命的缺陷。如果不注意感知，按照原计划执行的运动可能会遭遇环境能见度受限等问题，进而导致安全航行所需的周围空间信息不足。 图 1 可以更好地说明在重新规划中不考虑感知的后果。为了最小化能量消耗，系统在靠近墙壁的地方生成了一条轨迹。如果沿着这条轨迹飞行，无人机对角落后面未知空间的可见性非常有限，转过去的瞬间才发现障碍物已经近在眼前。然而，此时情况已经难以逆转，无人机可能会直接撞上去。因此，对于无人机的安全、高速飞行来说，积极地观察和避免可能的危险比被动地躲避危险更加关键。二、RAPTOR 做了什么？ 为了解决上述问题，港科大的研究者提出了一个稳健的 perception-aware 轨迹重规划框架——RAPTOR。 为了确保在有限的时间内获得可行轨迹，港科大的研究者提出了一种基于路径引导梯度（path-guided gradient）的优化方法，利用几何引导路径消除不可行的局部极小值，保证路径重新规划的成功。同时，为了进一步提高重新规划的最优性，该研究还引入了一种在线拓扑路径规划，以提取一组能够捕捉环境结构的全面的路径。在多条不同路径的引导下，多条轨迹并行优化，使解空间得到更彻底的探索。 这一解决方案是在之前的论文《Robust real-time UAV replanning using guided gradient-based optimization and topological paths》中首次提出的。然而，该方法采用了 optimistic 的假设，缺乏对环境的感知意识，因此限制了无人机在更高速度、更复杂的环境中的能力。 为了弥补这一差距，研究人员采用 perception-aware 规划策略将上述方法扩展到更快、更安全的飞行。 首先，该研究提出了一种风险感知的轨迹精化方法，并将其与 optimistic 规划器相结合。利用该方法，沿着 optimistic 轨迹，识别对无人机存在潜在危险的未知区域。这些区域的可见度以及安全反应距离都被明确规定，以确保无人机能够更早地发现未标记区域中存在的障碍并及时躲避。 其次，研究者将无人机的偏航角纳入了两步运动规划框架。在离散状态空间中寻找一个使信息增益和平滑度最大化的最优偏航角序列，并通过优化使其更加平滑。由偏航角规划的运动使视场（FOV）受限的四旋翼无人机主动探索未知空间，为下一步的飞行获取更多相关知识。 本文所提出的重规划系统如图 3 所示。该算法利用全局规划、密集映射和状态估计模块的输出，对全局参考轨迹进行局部修改，以避免先前未知的障碍物。 重规划分两步进行：首先，稳健的 optimistic 重规划通过路径引导优化并行生成多个局部最优轨迹。优化是通过从拓扑路径搜索中提取并精心选择的拓扑独特路径来引导的。在这一步中采用 optimistic 假设。第二步是利用 perception-aware 规划策略。在这一步骤中，局部最优轨迹中的最佳轨迹通过风险感知轨迹精化进一步细化，提高了其在未知和危险空间中的安全性和可见性。在优化轨迹的基础上，偏航角得到规划，以主动探索未知环境的内容。 研究者通过基准比较和具有挑战性的现实世界实验，对所提出的 perception-aware 规划策略和整个规划系统进行了系统的评估。结果表明，perception-aware 规划策略能够在传统方法无法保证安全的、具有挑战性的场景中，支持快速和安全的飞行。此外，整个规划系统在快速飞行任务的几个方面都优于 SOTA 方法。在复杂环境中进行的大量室内外飞行试验也验证了该规划系统的有效性。
无人机是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。下面是我为大家精心推荐的无人机应用技术论文，希望能够对您有所帮助。
无人机航测技术的应用分析
【摘 要】以生产项目为例，以无人机航测的技术流程为主线，介绍了无人机航测技术方面的应用分析。
【关键词】无人机、航测技术
【Abstract】Production project as an example, the unmanned aerial technology process, introduced the UAV aerial application analysis.
【Key woerds】UAV、aerial surveying technology
中图分类号：V279+.2文献标识码：A 文章编号：
0 引言
无人机航测遥感技术是继卫星遥感、飞机遥感之后发展起来的一项新型航空遥感技术，在应急测绘保障、国土资源监测、重大工程建设等方面得到广泛应用。它是一种机动灵活、可以实现快速响应的一种航测技术。但也存在影像重叠度不规则、像幅小、影像倾角大、旋偏角大，影像有明显畸变等问题，这些情况都对现有无人机航测技术提出了挑战。
本文从生产案例出发，以无人机航测技术为主线，对生产过程中无人机航测出现的一些问题进行了分析探讨。
1 生产实践
1.1主要技术依据
《无人机航摄系统技术要求》(CH/Z3002-2010);
《低空数字航空摄影规范》(CH/Z3005-2010);
《低空数字航空摄影测量内业规范》(CH/Z 3003-2010);
《低空数字航空摄影外业规范》(CH/Z 3004-2010) ... ...
1.2 数据源及预处理
1.2.1 数据源
本测区选用无人机航空摄影获取的真彩色影像，航摄面积为10平方公里。航摄仪采用Canon EOS 5DMarkⅡ，焦距为：35mm，相幅大小为：5616×3744，像元分辨率为6.41um。影像地面分辨率为0.2米。
1.2.2遥感影像预处理
无人机航空摄影采用的相机为非量测型相机，因此，在进行空中三角测量恢复影像空中姿态时，需要对相机进行像片畸变差改正。(相机畸变改正在四维公司检校完成)
1.3 无人机航测总体作业流程
1.4无人机航空摄影
本次无人机航摄分两个架次进行，由GPS领航数据计算相对飞行高度。飞行质量和影像良好，影像清晰度高、色彩均匀、饱和度良好，能够表达真实的地物信息，可以满足1:2000成图要求。
像片航向重叠度为75%，旁向重叠一般为35%-45%，旋偏角一般控制在12度以下。
1.5 像片控制测量
1.5.1 像控点精度要求
像控点对最近基础控制点的平面位置中误差不大于0.2米，高程中误差不大于0.2米。
1.5.2 像控点布点方案
项目布点方案确定为双模型布点，全部布设为平高点。
1.5.3 像控点测量
在像控测量之前，首先对测区内收集到的已知控制点进行联测，检核控制点情况;为满足后续像控测量，联测已知点的同时加密了2个控制点。联测采用GPS静态相对定位方式施测，采用边连式的布网形式。全网共联测已有已知点4个，新设控制点2个，观测时具体技术参数依据规范，像控点采用GPS实时动态定位(RTK)的方法进行测量，满足要求。
1.6 空中三角测量
本项目采用Virtuozo工作站进行空三加密，根据航飞及影像分布情况，将空三区域分为两个加密区域网采用自动与手动相结合的方式进行空三加密，即采用自动匹配进行像点量测，剔除粗差。人工调整直至连接点符合规范要求，检查点平面中误差为0.3米，高程中误差为0.17米，最终加密成果符合1:2000数据采集要求。
1.7 数据采集
在空三完成后，利用空三成果进行单模型定向时我们发现有模型无法定向的情况，第一架次无法建立的模型有29个，占总模型数的4%。第二架次有67个无法建立的模型占总模型数的9%。主要原因为无人机航摄姿态不稳定导致的飞行倾角、旋偏角过大，航线弯曲、像片比例不一致等现象都是导致单模型定向精度差的原因。考虑到1:2000地形图精度要求，我们提出了如下解决方案：在测图定向超限点的周围进行野外实测用来检核分析数据并进行必要的修正。
1.8 项目精度报告
根据1:2000精度要求对测绘产品检进行了精度的统计，统计了3幅地形图，其中高程精度中误差最大为0.36米，最小为0.27米，从统计的结果看，粗差率比较高，有的达到了5%，平面精度中误差为0.75米。
2 结 论
(1)无人机航空摄影测量技术应用于地形图的生产存在不确定性，比如，区域网整体加密精度评定良好，但单模型定向精度存在超限情况，在测图过程中表现为测图定向点和立体模型套合差大、接边误差大等，可以通过外业实测进行补充测量、验证。
(2)利用无人机航测进行航空摄影测量时，应采用试验区的作业方法，即在确定布点方案前选取一定面积的试验区进行布点方案试验，分析精度指标后确定作业方案。
(3)目前，无人机航测技术主要应用于载人飞机航测技术的补充方面，如多块小面积、危险场所、远离机场或没有可供其起降场地的区域，在载人机不便或无法完成的情况下，由无人机来完成。
参考文献：
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作者简介：徐锦前(1982-)，男，辽宁铁岭人，工程师，主要从事摄影测量和地理信息系统建库等测绘工作。
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无人机可变机翼的可行性非常高，这种设计可以提高无人机的性能和效率。可变机翼可以动态优化飞机的翼型，从而改善民用无人机的隐身性能，抗空气阻力，提高飞机性能及操作效率。
可变前掠翼是可行的但是有必须要有更有效率的发动机做支撑。 1前掠翼用作亚音速或者超机动。 可变基本上是变三角翼。 三角翼的特点为高速性能好,基本用于超高音速巡航。 那么按性价比来说如果没有2-3马赫的速度的发动机,那这飞机根本就不划算。
可变机翼无人机在技术上具有很多独特的优势，可以在空中迅捷而又精确地改变方位，从而获得更好的稳定性。另外，它不需要传统机翼或叶片，也不会受到任何气动阻力和质量限制。此外，一些专用结构可以节省体积，提高有效载荷。可变机翼的发展将有助于扩大无人机的灵活性，减少飞行时间，并简化系统构造，使无人机更加轻巧、可靠和便携。然而，有一些技术问题尚未解决。首先，无人机的控制系统尚未充分发展。机翼变形和变形时发生的空力变化非常复杂，需要高级的遥控技术。另外，机翼电机控制也比较困难，甚至需要有向量控制算法。其次，有关传感器的稳定性仍然存在问题。传感器在检测机翼的形状时需要精确的charactristcs，以获得高精度的控制。最后，可变机翼无人机的可靠性仍须改进，因为改变机翼形状所涉及的机制、材料和
总结是把一定阶段内的有关情况分析研究，做出有指导性结论的书面材料，它是增长才干的一种好办法，因此十分有必须要写一份总结哦。那么总结有什么格式呢？下面是我收集整理的市水利信息化建设工作总结，仅供参考，希望能够帮助到大家。
近几年，xx市在大力加强水利基础设施建设的同时，以防汛抗旱指挥信息化为龙头，在水土保持生态环境监测、水利政务信息化及水利业务工作方面开展了信息化建设工作，并在实际工作中取得了一些成绩。但是__市在水利信息化建设方面起步晚，基础薄弱，目前，全市水利信息化工作在总体上仍处于起步阶段。
一、全市水利化建设基本情况
（一）全市水利信息化工作情况介绍
1、领导重视，成立了xx市水利信息化工作领导小组。xx市水利局高度重视水利信息化工作，xx市于20xx年xx月成立了"xx市水利信息化领导小组"，小组由局长任组长，副局长、纪检组长和总工程师任副组长，相关处室及部门的负责同志任成员。领导小组下设办公室，作为负责全市水利信息化工作的日常办事机构，由局办公室具体承担日常工作，为全市水利系统信息化建设提供了组织保障。
2、分步建设，各负其责，应用系统建设取得阶段性成绩。市有关部门按照分步建设，各负其责的指导思想，在防汛抗旱信息化、水利政务信息化、水土保持监测网络和信息系统建设、行业信息化应用等方面开展了水利信息化工作，并在建设过程中逐步受益。
3、按照xx市水利局领导大力宣传xx市水利和实施政务公开的指导思想。我局于20xx年x月开通了xx市水利局公共信息网，作为我局对外宣传和实施政务公开的重要平台，每日更新信息，运行1年多来充分发挥了网络宣传的作用。与此同时，全局15个直属单位和全市40个区县水利局按照市局统一部署均建立了当地的水利公共信息网，此项工作的实施，不仅在公众信息网建设方面走在了全市前列，而且有效提高了xx市水利局在市民心目中的形象。
4、xx市水土保持监测网络的建设起步良好。xx市作为三峡库区水土流失重点防治区，多年来一直高度重视水土保持监测网络和信息系统建设，全市目前已经建成监测总站1个、分站4个、监测点23个，拥有gps定位仪2台，工作站、数字化仪等信息化基础设施各1台，全市水土保持监测网络的基础设施已基本具备，下一步将开展监测信息系统的建设。
（二）xx市防汛抗旱指挥系统建设情况
在《国家防汛抗旱指挥系统》尚未正式启动之前,xx市防汛抗旱指挥部针对xx市洪涝和地质灾害频繁，春旱、夏旱、伏旱严重的实际情况，开展了大量的前期工作，目前已经基本建成了"xx市沿江城市防洪预警自动测报系统,并开始发挥效益。
1、xx市防汛计算机网络信息系统。该系统是xx市防汛信息传输的主要平台，于20xx年开始建设，20xx年x月通过验收，目前已正式投入使用。系统的主要功能是：实现了xx市防汛办与国家防总办、区县（市）防汛办及相关水文部门的计算机联网，市、区县（市）防汛办间防汛抗旱信息和公文能相互传输，能够实时自动接收、传输、处理和存储水文雨量测站、水库站的水雨情信息，并通过监视系统实时监视全市主要江河水情变化、主要测站降雨情况，对水位超警、降雨超量和水库超限进行报警，对水库、重点防汛设施布置、全市防洪概况的基本情况进行编辑和查询，并能打印输出各类工作报表，达到了系统设计要求。系统具有自动化程度高、运行方便快捷、人机界面清楚灵活、维护方便、运行费用低等特点。
2、xx市沿江城市防洪预警自动测报系统
xx市境内水网众多，主要江河有长江、嘉陵江、乌江、涪江、渠江、綦江、御临河等，在历史上多次遭受洪涝灾害，损失严重。xx市成为中央直辖市以前，防汛抗旱信息传递和处理手段处于比较原始的人工操作阶段，远远不能满足现代化防汛指挥快速、准确的要求。为提高防汛指挥能力，为下游城镇防汛抢险争取时间，减少洪灾损失，市防汛抗旱指挥部办公室建设了沿江城市防洪预警自动测报系统一期工程。该系统能实现xx市境内寸滩以上长江、嘉陵江、涪江、渠江、琼江、綦江6条江河沿江城市的水位自动采集、洪水预报和相关数据的自动传输、处理、查询以及电话报警等功能，并将这些信息通过防汛水情自动收发报系统传递给相关区县防汛部门，为防汛决策提供第一手的资料和依据。
项目一期工程于20xx年x月向全国公开招标，并选定了建设单位。20xx年x月xx日－x月xx开始对各遥测站及中心站设备安装，x月xx日预报系统软件安装，x月x日－x月x日开始中心站应用软件和分中心站设备及软件安装，系统开始投入试运行阶段。20xx年9月19日通过验收。
3、xx市旱情信息采集系统（一期一阶段）
xx市受季风环流控制，大气环流的季节变化使降雨在时程上分布不均，导致干旱频繁发生。春旱、夏旱、伏旱的发生频率达到8%、31%和71%，严重影响了全市工农业的发展和人民的生活。为提高全市抗旱能力，xx市防汛抗旱指挥部办公室建设了xx市旱情信息采集系统。该系统是抗旱决策的基础，它的目标和任务是应用先进墒情监测设备建成覆盖全市的实时旱情信息采集系统，实现旱情信息的自动采集和存储，并通过有线或无线通信网络，自动传递旱情信息，利用计算机网络将有关墒情实况、分析及预测等信息发布在网上，为全市抗旱提供决策依据。该系统由旱情信息采集、旱情信息传输和旱情信息决策支持系统三部分组成。
一阶段工程项目于20xx年x月启动建设，20xx年xx月进行土建工程，20xx年x月初开始对各固定遥测站及中心站设备进行安装，共建设了大足玉滩等9个固定旱情监测站、武隆防汛抗旱办等3个。
移动旱情监测站和市防汛抗旱办1个中心站及通讯网络，x月xx日系统开始投入试运行阶段。从目前试运行情况看，系统实现了旱情监测站数据采集、接收、解码、纠错、入库与监视，实现了信息统计、分析、预测和公文处理的自动化、电子化。该系统正常投入试运行，标志着我市抗旱信息化建设已取得阶段性成果，在旱情监测和预报手段方面已跃上一个新台阶。全市旱情信息采集系统第二阶段工程已于x月xx日完成公开招标，计划将于今年11月底再完成53个固定旱情监测站、37个移动旱情监测站和2个旱情试验站的站址勘测、土建、设备安装调试等建设工作。此套旱情信息管理系统的全面建成，将会有效改变全市旱情数据长期依靠人工采集的形式；规范信息上报的'标准；提高了数据传递的及时性、可靠性和精确度。
二、市水利工作存在的问题
（一）xx市水利信息化存在的主要问题
xx市水利信息化尽管开展了大量的工作，也取得了阶段性成绩，但总体水平仍处于起步阶段，存在的问题也十分突出，主要体现在：
1、信息化认识不到位。全市水利系统的部分干部职工对信息化的认识和水利部、市委市政府的要求尚有距离，缺乏紧迫感；统一指挥的建设机制尚不健全，缺乏统一规划和明确的发展目标，缺乏全局建设的有序性。
2、执行《规划》的情况差异较大，管理水平不能适应信息化的需要。《xx市水利信息化规划》尽管已经出台，但全市执行《规划》的情况差异较大，水利信息化建设有分割和重复现象，系统集成困难，难以实现资源共享，其原因是水利信息化管理工作特别是管理机构尚不健全。
3、水利信息化资金不足，信息基础设施建设缓慢。全市信息化基础十分薄弱，除极少数系统外，信息化资金来源渠道几乎没有，投入信息化的资金十分微弱，致使信息源开发严重不足，至今尚未形成覆盖全市水利行业的信息网络。
4、水利信息化建设规章制度尚未形成。受客观原因的影响，全市水利信息化建设方面的规章制度建设相对滞后，影响了水利信息化工作的有序开展。
5、信息化人才缺乏。全市水利系统计算机专业人才、软件开发人才和系统管理人才短缺，基层单位计算机人才缺乏情况更为严重。全市水利系统干部职工进行系统的、科学的和有针对性的培训较少，已有信息化硬件设备不能充分发挥作用。
（二）xx市防汛抗旱信息化建设的主要问题
1、防汛指挥系统存在的问题主要表现在：大量的雨水工情传递是通过乡村邮电部门有线电话网，手段落后，可靠性和实时性差。在信息处理系统方面，还没有把汛情分析、预报和调度有机地结合起来，环节重复，自动化程度低。全市虽建有部分通信网，但覆盖面小，设备落后，传输能力差。计算机设备及相应软件一方面数量少，另一方面缺乏规范化，其通用性和开放性差。这些问题的存在，影响了防汛信息采集和处理，影响了调度指挥的及时性和可靠性。
2、旱情信息系统由于我市旱情监测体系尚未真正形成，旱情信息量化程度不高，正在建设的旱情信息采集系统还处于试运行阶段，发挥的社会效益差，一时难以估算。
3、计算机网络系统有待提高，防汛抗旱信息种类少，传输和处理速度不能满足防汛指挥快速准确的需要，与现代社会对防汛指挥的高要求存在较大的差距。
三、市水利工作下一步计划
xx市下一步将按照《全国水利信息化规划》和"国家防汛抗旱指挥系统"等系统建设的相关要求，进一步修改完善《xx市水利信息化规划》，并以"xx市防汛抗旱指挥系统"建设为契机，加快xx市水利信息化建设步伐，力争到20xx年达到全国水利信息化工作的总体水平。具体工作包括：
（一）建立和完善全市水利系统信息化管理机构，并在各区县建设水利信息分中心，以加快全市水利信息化工作的进程。
（二）建设xx市水利公用信息平台。计划到20xx年基本建成覆盖全市水利系统的水利信息骨干网络；基本建成xx市水利综合数据库（含水利工程基础数据库、全市水文数据库建设、市水利空间数据库等11个数据库）；制定和完善一批水利信息化建设与管理的地方技术标准和规范；建设完成区县（自治县、市）水利信息网络中心。
（三）建设和建成xx市防汛抗旱指挥系统、xx市水利政务信息系统、xx市水资源监测与管理信息系统、xx市水质监测和评价信息系统、xx市水土保持监测和管理信息系统、xx市水利工程建设与管理信息系统、xx市地方电力管理信息系统、xx市水利规划设计信息系统及xx市水利信息公众服务系统等九大应用系统；建设和完善水利信息安全体系。
（四）规范建设标准和规章制度建设结合全国水利信息化建设标准，制定适合本市的标准。
（五）加强人员培训与人才引进。努力学习、借鉴兄弟省市和市级相关单位的先进经验，通过交流、学习、培训、合作等多种形式，培养和造就一批懂信息化规划开发、掌握信息应用技术、精通信息系统管理。适时引进掌握先进技术的高素质人才。
xx市水利信息化建设工作刚刚起步，与很多兄弟省市和重庆市其他部门相比差距较大，此次会议我们将认真学习领会部信息化领导小组和国家防汛抗旱指挥系统建设领导小组的精神，学习借鉴兄弟省厅局的先进经验，结合xx市工作实际，力争今后把xx市水利信息化工作推向一个新台阶。
BIM技术在水利水电工程中的应用论文
摘要: 水利水电工程作为我国的基础行业，近几年发展迅猛，随着科技的进步，水利水电工程行业的发展逐渐与新技术相结合。BIM技术属于建筑信息化模型，通过对BIM技术的应用，水利水电工程行业的发展水平也不断提高。本文通过对BIM技术的简述，研究了BIM技术的特点，探讨了BIM技术在水利水电工程管理中的应用。
关键词 :BIM技术;水利水电工程;应用
随着社会的发展，市场经济也在不断变化，水电工程企业不断增多，在这样的一个大环境中，水利水电工程施工与BIM技术相结合可以为水电企业提高自身竞争力，给企业带来更多的利益。水电企业中技术的优化可以提高施工质量以及施工水平，在水电企业招标过程中，新技术的管理也是一个重要的衡量标准。新技术优化管理水平在一定程度上也代表了水电企业的发展水平。
一、BIM技术的简述
BIM技术，英文全称BuildingInformationModeling，翻译过来就是建筑信息化模型。传统的2D/3DCAD计算机辅助设计也仅仅只能给设计者们提供建筑形态但并不能提供建筑物的其他重要信息。［1］在新的科学技术中，3D技术、CAD制图技术已经在很大程度上改善了我们的工作模式，让工作变的更加便捷，BIM技术是另一项新技术，这项技术主要用于建筑行业，可以应用于施工设计规划、施工、成本管理以及事后建筑维护拆除等等整个施工过程。近几年，经济发展迅猛，水利水电行业也随着迅速发展，在水电工程中，新技术的应用可以直接影响水电工程的质量。在水利行业的发展过程中，要想在行业中站稳脚跟，就需要加强对工程的管理。社会在不断发展，科技也在不断革新，水利行业应该与新技术相结合，才会让企业在市场中具有更高的竞争力。
二、BIM技术的特点
BIM技术有三个主要特点，分别是模拟性、可视性以及相互联系性。首先是模拟性，BIM技术与传统的计算机构件模型不同，在以往的水利工程模型中，大多是平面图纸或者3D模型，BIM技术属于4D的模型，它是在3D模型的基础上增加了时间维度，使模型在水利工程管理中，使用价值更高。其次是可视性，在传统的水利工程模型设计中，大多是2D的平面图纸，水利工程在模型中的立体感比较弱，设计人员在进行工程设计时，可能会导致设计人员的设计图纸中没有鲜明的特色，可视性较低。但是BIM技术下的图纸设计是三维立体图形，在图纸中可以对建筑项目的所有信息进行查看，在这个基于BIM技术设计的建筑模型可以从施工前开始使用一直到施工结束，每一个水利工程环节都可以在可视化的条件下进行施工。［2］最后一点是相互联系性，人的生老病死就是一生的周期，世间万物都有其自己的周期，这个理论同样适用于工程施工中，无论是建筑工程还是水利工程，都符合生命周期理论。在水利工程的全周期中，每一个环节都有紧密的联系，如果将各个环节分解开，那么水利工程就会显得不完整，BIM技术可以将建筑周期紧密相连。在BIM技术背景下设计的模型，每个工程阶段都是紧密相连的，因此BIM技术还具有相互联系性的特点。［3］
三、BIM技术在水利水电工程中的应用
(一)结合BIM技术构建工程安全评价体系
在水利水电施工过程中，水电企业应该始终保持着安全第一的.理念，结合BIM技术，可以对水利水电工程构建安全评价体系。传统的水利水电工程安全评价体系的构建是需要水利水电方面专家进行研究、比对，这种评价体系的构建成本比较高。基于BIM技术的基础上，可以通过立体清晰的模型进行分析，在模型中，水电接口可以实现自动化，这样的方式构建工程安全评价体系有速度快、准确度高的优点。
(二)BIM技术在施工过程中的应用
在水利水电施工过程中，工程监理人员应该注意施工进度与项目计划进度的一致性，因为项目进度计划是施工之前应该多方考察计划的科学的、严谨的施工计划标准，确保施工方向不偏离进度计划，水利工程项目才能够如期的完成。当施工过程之中，工程监理人员发现问题，改善问题之后，施工的方向与项目进度计划出现偏离现象，工程监理人员应该对施工方向及时作出调整，确保施工进度与项目进度计划保持一致，只有这样，水利工程项目才能够顺利完成。在这一阶段中，BIM技术可以在三维立体视图的基础上添加时间维度，在BIM模型的管理中，可以对整个水利工程的周期起到监督作用，施工人员也可以通过这个多维度的模型把握进度。除此之外，BIM技术还能够对工程所需的原材料进行统计与计算，工程监管人员能够通过BIM技术对工程情况进行更好的管理。
(三)结合BIM技术构建安全管理模型
在水利工程施工过程中，对于安全隐患的预防是工程中的中的工作。近几年我国对水利工程安全问题管理十分严格，但是安全事故还是时有发生，这就说明水利工程施工中存在一定的问题。BIM技术可以对水利水电工程进行模型的构建，只需将工程中所有参数都输入到计算机内，BIM软件就可以自动构建模型。在BIM模型中，有工程的所有信息数据，并且对工程中的不足之处一目了然，因此基于BIM技术构建的模型，可以起到找出安全隐患的作用，将安全隐患及早处理，营造一个安全的施工环境。
四、总结
综上所述，科技在不断发展，各行各业都在不断涌现新技术，我国水利水电工程行业也不断发展，水利水电工程行业已经成为我国基础型产业，也逐渐与新技术相结合。BIM技术属于建筑信息化模型，这种技术可以应用在水利水电工程的每一个工作流程中。由于BIM技术具有模拟性、可视性、联系性等特点，在水利水电工程管理中，可以说BIM技术的应用贯穿了建筑工程施工的全过程。通过对BIM技术的应用，水利水电工程施工管理工作有了很大进步，随着水电行业的发展，BIM技术也有了不断改善。
参考文献:
［1］任毅，蒋彬．浅议水利水电工程的水土保持监理模式———以宝兴水电站工程为例［J］．安徽农学通报(上半月刊)，2013(15)，218:219．
［2］刘凯．BIM技术在水利水电工程可视化仿真中的应用［J］．电子技术与软件工程，2017(16)，14:15．
［3］张永康，秦拥军，骆淑芬．基于BIM技术的质量安全管理探析［J］．中国科技信息，2017(08)，03:04．