無人機(jī)技術(shù)在水電工程移民綜合監(jiān)理工作中的應(yīng)用

(中國(guó)電建集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川 成都 611130)

1 概 述

1992年，首次出現(xiàn)水電工程移民監(jiān)理案例。為了做好三峽水電工程移民安置工作，國(guó)務(wù)院三峽建設(shè)委員會(huì)移民開發(fā)局的移民工程監(jiān)理中心，專門制定了一套關(guān)于三峽工程移民監(jiān)理的規(guī)定與管理辦法[1]。1994年，三建委移民局把移民監(jiān)理分為區(qū)域性綜合監(jiān)理與專項(xiàng)工程監(jiān)理，相繼制定了《長(zhǎng)江三峽水庫(kù)工程綜合監(jiān)理工作大綱》與《長(zhǎng)江三峽水庫(kù)移民綜合監(jiān)理管理辦法》，明確了移民綜合監(jiān)理的范圍、內(nèi)容和職責(zé)以及政策、法律依據(jù)。1998年，《水電工程水庫(kù)移民綜合監(jiān)理規(guī)定》要求新建大中型水電工程實(shí)行水庫(kù)移民監(jiān)理制度，并開展水庫(kù)移民監(jiān)理工作[2]。2014年，《水電工程建設(shè)征地移民安置綜合監(jiān)理規(guī)范》進(jìn)一步明確水電工程建設(shè)征地移民安置涉及的補(bǔ)償補(bǔ)助兌付、農(nóng)村移民安置、城市集鎮(zhèn)遷建、專業(yè)項(xiàng)目處理、庫(kù)底清理等工作的進(jìn)度和質(zhì)量控制、資金和設(shè)計(jì)變更監(jiān)督、信息和合同管理及工作協(xié)調(diào)的原則、組織、程序、內(nèi)容、方法和技術(shù)要求[3]。本文通過研究無人機(jī)航拍技術(shù)在水電工程移民綜合監(jiān)理外業(yè)工作中的應(yīng)用，達(dá)到提高移民綜合監(jiān)理工作效率的目的。

2 無人機(jī)主要特點(diǎn)

1917年第一臺(tái)無人飛行器誕生，早期主要應(yīng)用在軍事上，后來逐漸擴(kuò)展到民用遙感飛行平臺(tái)。20世紀(jì)80年代的科技革命讓無人機(jī)進(jìn)一步發(fā)展，隨著通信和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展以及各種新型傳感器的不斷涌現(xiàn)[4]，無人機(jī)性能不斷提高，功能日益完善，使得無人機(jī)技術(shù)已經(jīng)從研究階段向?qū)嵱没A段發(fā)展，應(yīng)用范圍和領(lǐng)域也迅速拓展。目前，已廣泛運(yùn)用于軍事、農(nóng)業(yè)、水利、環(huán)保等各個(gè)領(lǐng)域，成為未來主要的航空遙感技術(shù)之一[5]。

無人機(jī)主要特點(diǎn)：起降和飛行受地形地貌影響較小、靈活機(jī)動(dòng)、適應(yīng)性強(qiáng)；可低空飛行，更接近拍攝對(duì)象，能夠獲得比衛(wèi)星遙感分辨率更高的影像；無人機(jī)可將大量野外工作轉(zhuǎn)入室內(nèi)，既減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，又提高了工作效率；無人機(jī)能夠在云層下進(jìn)行飛行航攝，彌補(bǔ)了衛(wèi)星光學(xué)遙感常受云層遮擋而獲取不到影像的缺陷；無人機(jī)體形小、消耗少，使用成本低，系統(tǒng)的保養(yǎng)和維修簡(jiǎn)便。

3 無人機(jī)技術(shù)在移民綜合監(jiān)理中的應(yīng)用

3.1 移民綜合監(jiān)理工作的特點(diǎn)

a.工作內(nèi)容的綜合性。監(jiān)理的項(xiàng)目廣泛而復(fù)雜，涉及交通、通信、水利工程等，項(xiàng)目建設(shè)種類多，且規(guī)模大小不一。

b.工作職能的監(jiān)督性。移民綜合監(jiān)理是依據(jù)國(guó)家有關(guān)法律法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)與委托方所簽訂的合同或協(xié)議，按照“三控制、兩管理、一協(xié)調(diào)”原則進(jìn)行的全過程監(jiān)督管理和控制，其主要承擔(dān)的是社會(huì)監(jiān)督職能。

c.工作建議的前瞻性。針對(duì)監(jiān)理工作中發(fā)現(xiàn)的各類問題，要及時(shí)提出解決措施和建議，為委托方制定決策提供依據(jù)。

d.工作對(duì)象的獨(dú)特性。監(jiān)理工作進(jìn)行時(shí)，既要和基層移民群眾打交道，還要與企業(yè)老板溝通，其思想動(dòng)態(tài)多變，具有復(fù)雜的社會(huì)性，溝通協(xié)調(diào)工作難度大。

e.工作時(shí)間和空間跨度大。水利水電工程通常規(guī)模較大，建設(shè)周期長(zhǎng)，導(dǎo)致監(jiān)理工作的時(shí)間和空間跨度較大。

3.2 無人機(jī)技術(shù)在移民綜合監(jiān)理中的應(yīng)用范圍

無人機(jī)航拍技術(shù)運(yùn)用到移民綜合監(jiān)理工作中，主要是收集現(xiàn)場(chǎng)巡查影像數(shù)據(jù)(見下頁(yè)表)。影像數(shù)據(jù)不僅能反映移民安置、移民工程建設(shè)和庫(kù)底清理等整體宏觀實(shí)施情況，也能反映微觀實(shí)施情況，諸如移民安置涉及的移民搬遷和生產(chǎn)安置情況，移民工程涉及的居民點(diǎn)移民房屋和基礎(chǔ)設(shè)施、專業(yè)項(xiàng)目處理等實(shí)施情況，庫(kù)底清理涉及的林木、衛(wèi)生和構(gòu)(建)筑物清理的實(shí)施情況。在移民工程進(jìn)度巡查中，根據(jù)移民工程的建設(shè)周期，定期拍攝移民工程的形象進(jìn)度，并通過與計(jì)劃進(jìn)行對(duì)比分析，及時(shí)掌握移民工程的實(shí)施進(jìn)度情況。在移民工程質(zhì)量檢查中，通過對(duì)移民工程關(guān)鍵部位或隱蔽工程的施工流程進(jìn)行拍攝記錄，檢查施工工序是否符合設(shè)計(jì)要求和施工規(guī)范的規(guī)定，采取證據(jù)保全的方式，為工程驗(yàn)收提供更為全面的數(shù)據(jù)支撐。對(duì)工作中存在的問題通過航拍視頻和圖片，及時(shí)在監(jiān)理報(bào)告、專題報(bào)告和協(xié)調(diào)會(huì)議中直觀地進(jìn)行反映，引起參建各方的高度重視并積極推動(dòng)移民工作的開展。

移民綜合監(jiān)理主要外業(yè)工作表

4 無人機(jī)技術(shù)在移民綜合監(jiān)理中的應(yīng)用實(shí)例

4.1 移民工程進(jìn)度現(xiàn)場(chǎng)巡查

4.1.1 工作目標(biāo)

移民綜合監(jiān)理要做到“獨(dú)立、公正、科學(xué)”就必須了解和掌握移民工程的第一手資料，通過現(xiàn)場(chǎng)巡查及時(shí)掌握各項(xiàng)工程的最新進(jìn)展情況，包括形象進(jìn)度和主要工程量完成情況，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)巡查中發(fā)現(xiàn)的問題及時(shí)與各方溝通，提出綜合監(jiān)理意見，做好進(jìn)度控制。

4.1.2 技術(shù)要求

根據(jù)移民工程的特性及分布規(guī)律，庫(kù)區(qū)移民工程主要有以居民點(diǎn)為代表的團(tuán)塊狀工程和以道路、橋梁等為代表的條帶狀工程。

a.航拍高度。根據(jù)工程建設(shè)規(guī)模、分布特征及周邊環(huán)境設(shè)置航拍高度，航拍高度應(yīng)全面覆蓋整個(gè)工程，既能宏觀反映工程總體形象進(jìn)度或工程全貌，也能微觀反映工程分部形象進(jìn)度和外觀質(zhì)量。

b.航線設(shè)計(jì)。團(tuán)塊狀測(cè)區(qū)如居民點(diǎn)選線時(shí)，對(duì)于規(guī)模較大的測(cè)區(qū)可以從東南西北四個(gè)方向上設(shè)計(jì)航線，規(guī)模較小的可以從東西或南北方向設(shè)計(jì)航線。條帶狀測(cè)區(qū)如道路選線時(shí)，要對(duì)道路設(shè)計(jì)紅線范圍內(nèi)的條帶狀測(cè)區(qū)或?qū)σ呀ǔ傻牡缆愤M(jìn)行影像采集，建立三維全景圖，此時(shí)的航攝飛行應(yīng)順應(yīng)其方向布設(shè)航線。

4.1.3 技術(shù)優(yōu)勢(shì)

水電工程項(xiàng)目通常庫(kù)區(qū)面積較大，地形地貌復(fù)雜多樣，庫(kù)周交通條件差，巡查耗時(shí)較長(zhǎng)且存在安全隱患，同時(shí)，移民工程較為分散，利用相機(jī)等常規(guī)設(shè)備難以實(shí)現(xiàn)全庫(kù)區(qū)及移民工程全方位的監(jiān)拍。無人機(jī)航拍技術(shù)的應(yīng)用彌補(bǔ)了這方面不足，無人機(jī)具備常規(guī)設(shè)備不能比擬的優(yōu)勢(shì)，獲取地面影像的速度非?？?，能夠短時(shí)間內(nèi)獲得大尺度、宏觀性的影像數(shù)據(jù)，而且無人機(jī)起降方便，拍攝過程中受自然條件的局限較小，在空中可根據(jù)拍攝對(duì)象隨意調(diào)整拍攝高度和角度，可實(shí)現(xiàn)庫(kù)區(qū)和移民工程的全方位拍攝。從工作效率來看，大大節(jié)約了現(xiàn)場(chǎng)巡查的時(shí)間，降低了交通成本。同時(shí)項(xiàng)目部在監(jiān)理報(bào)告、專題報(bào)告、現(xiàn)場(chǎng)會(huì)議和監(jiān)理例會(huì)中也大量使用各種航拍成果進(jìn)行展示，通過對(duì)比分析不同周期內(nèi)移民工程實(shí)施進(jìn)度與計(jì)劃情況，更加直觀地反映移民工程的總體進(jìn)度，并對(duì)發(fā)現(xiàn)的問題及時(shí)進(jìn)行反饋。

4.2 庫(kù)底清理現(xiàn)場(chǎng)檢查

4.2.1 工作目標(biāo)

庫(kù)底清理是水庫(kù)淹沒影響處理的重要環(huán)節(jié)，其目的在于切實(shí)保證水利水電工程的運(yùn)行安全，避免蓄水的庫(kù)區(qū)水環(huán)境受到污染。綜合監(jiān)理主要根據(jù)實(shí)施進(jìn)度計(jì)劃，對(duì)庫(kù)底清理的實(shí)施進(jìn)度進(jìn)行督促檢查，同時(shí)按照國(guó)家有關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)規(guī)定，檢查庫(kù)底清理質(zhì)量，以及是否執(zhí)行了經(jīng)批準(zhǔn)的庫(kù)底清理專題設(shè)計(jì)所提出的實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)實(shí)施進(jìn)度出現(xiàn)偏差或質(zhì)量出現(xiàn)問題時(shí)，及時(shí)報(bào)告委托方，并進(jìn)行跟蹤督促處理。

4.2.2 技術(shù)要求

a.根據(jù)確定的庫(kù)底清理范圍，以行政村為單位在庫(kù)底清理前后分別進(jìn)行航空拍攝作業(yè)，航攝高度、飛行航線、拍攝角度保持一致，便于清理前后質(zhì)量對(duì)比分析。

b.根據(jù)確定的各村庫(kù)底清理范圍，設(shè)置覆蓋所有清理項(xiàng)目的航攝高度，采用航空攝影的方法，沿庫(kù)岸直線往返飛行，宏觀反映各項(xiàng)目和對(duì)象的清理工作情況。

c.針對(duì)特殊清理項(xiàng)目應(yīng)進(jìn)行低空攝影，微觀反映特殊項(xiàng)目清理的工作情況。

4.2.3 技術(shù)優(yōu)勢(shì)

在庫(kù)底清理檢查中，利用無人機(jī)航拍技術(shù)對(duì)移民搬遷后遺留在庫(kù)底的建(構(gòu))筑物、生產(chǎn)生活垃圾、墳?zāi)?、人畜糞便、林木以及易漂浮物等廢物和污染源進(jìn)行低空拍攝，能夠真實(shí)反映庫(kù)底清理實(shí)施進(jìn)度和質(zhì)量，并在蓄水監(jiān)理工作報(bào)告和蓄水驗(yàn)收會(huì)上以航拍圖片和視頻的形式進(jìn)行立體反映，大大減少了驗(yàn)收專家到庫(kù)區(qū)現(xiàn)場(chǎng)檢查的時(shí)間，提高了庫(kù)底清理現(xiàn)場(chǎng)檢查的效率。

4.3 水庫(kù)蓄水影響區(qū)現(xiàn)場(chǎng)排查

4.3.1 工作目標(biāo)

水庫(kù)蓄水后，因庫(kù)區(qū)水位周期性漲落，引起水動(dòng)力條件改變，導(dǎo)致地下水和庫(kù)水共同作用于岸坡表面和巖土，可能誘導(dǎo)邊坡失穩(wěn)，引起庫(kù)岸山體崩塌和滑坡，因此加強(qiáng)蓄水后影響區(qū)巡視觀測(cè)、排查安全隱患是綜合監(jiān)理工作中一項(xiàng)重要工作任務(wù)。

4.3.2 技術(shù)要求

a.針對(duì)水庫(kù)影響區(qū)的排查，應(yīng)根據(jù)監(jiān)拍對(duì)象和周邊環(huán)境對(duì)水庫(kù)影響范圍內(nèi)的房屋和重要專業(yè)項(xiàng)目進(jìn)行低空拍攝。

b.針對(duì)新增影響區(qū)的排查，應(yīng)根據(jù)庫(kù)周環(huán)境設(shè)定航拍高度、沿庫(kù)岸飛行軌跡，排查蓄水后是否產(chǎn)生新增影響區(qū)，對(duì)于發(fā)現(xiàn)的新增影響區(qū)應(yīng)進(jìn)行重點(diǎn)拍攝。

c.定期對(duì)水庫(kù)影響區(qū)和新增影響區(qū)進(jìn)行影像采集，建立三維全景圖，及時(shí)掌握最新情況。

4.3.3 技術(shù)優(yōu)勢(shì)

在水庫(kù)蓄水影響區(qū)排查中，無人機(jī)可不受交通限制，能在最短時(shí)間內(nèi)對(duì)水庫(kù)影響范圍內(nèi)的房屋、重要專項(xiàng)進(jìn)行立體查看，同時(shí)快速完成新增影響區(qū)的排查任務(wù)，克服了人工排查緩慢的缺點(diǎn)。

5 結(jié) 語

無人機(jī)航拍技術(shù)在水電工程移民綜合監(jiān)理工作中的應(yīng)用是一個(gè)全新的理念，它完全突破了以往傳統(tǒng)監(jiān)理方法的束縛，大大減少了現(xiàn)場(chǎng)巡查的工作時(shí)間，克服了常規(guī)設(shè)備的弊端，能夠多角度、全方位地獲取影像資料，及時(shí)、全面地反映移民工程建設(shè)進(jìn)度和外觀質(zhì)量，極大地提高了移民綜合監(jiān)理外業(yè)工作的效率。

[1] 卓著,張秀麗.淺談水電工程移民綜合監(jiān)理主要任務(wù)[J].科學(xué)與財(cái)富,2013(9):171.

[2] 周志勇,梁開封.水利水電工程移民監(jiān)理實(shí)踐與發(fā)展[J].人民長(zhǎng)江,2010,41(2):101-103，106.

[3] 李敏安.淺談水電工程建設(shè)征地移民安置綜合監(jiān)理[J].水力發(fā)電,2015,41(9):74-77，86.

[4] 何雙劍,陳峰,趙國(guó)慶.無人機(jī)低空遙感技術(shù)在水利上的應(yīng)用探討[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì),2017(6):212-214.

[5] 孫洋.無人機(jī)遙感技術(shù)在水土保持監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì),2017(6):89-92.