华微3号远航匈牙利！解决枯水期水下地形测量难题-凯发k8国际首页

在匈牙利费耶尔州，有一方特殊的天地：那里临近首都，被城市群环绕，却碧波荡漾，芦苇摇曳，沐浴在温暖的阳光中，听着鸟语虫鸣，看着黑天鹅优雅地浮于碧水之上，这里就是韦伦采湖，驰名全国的度假圣地。

旁边是城市的喧嚣，这边是盎然的生机，便利的交通让城市人能够“偷得浮生半日闲”。现代化的步伐不仅没有对韦伦采湖造成破坏，还维持了这方祥和。

为了守护这片波光，这一次，华微3号无人船出行海外，搭载定位和声呐设备进行水下地形测量，交出了一份漂亮答卷。

游轮因故停航

百年难遇低水位带来挑战

与匈牙利往年普遍气候相比，2020年和2021年的韦伦采湖尤为干旱，水位低至创纪录的10cm。这里原本有定期的船只服务，但自湖面出现百年难遇低水位，船只操作的安全性已无法保障，吃水问题令人头疼。

为检查目前条件下港口是否安全，保障港口通航，一项枯水期的地形观测任务应运而生。

项目湖泊流域

pakozd港概况图

韦伦采湖的总流域面积(包括湖泊)达到602.3km²，覆盖了维特山脉的东南坡、梅泽福德北部和韦伦塞丘陵。曾经，一只名叫nadap的船长期在湖上工作，它长24.73m，宽4.97m，排水量24brt，吃水深度为0.53m，依据测量规定，大船需要增加0.2m的安全余裕才能安全通航，因此实际吃水值为0.73m。

nadap游轮

2020年，为完成对港口河床的疏浚，当地清除了平均厚度为10cm的软淤泥层，却未对疏浚前和疏浚后的河床情况进行检测。如今，气候干旱水位低迷，通航安全性问题凸显，要让像nadap这样的游轮复航，港口水下地形的检测尤为迫切。

操作简单易上手

小小无人船浅水测量无虞

桥梁、港口码头、航道、江河铁路及公路的建设都需要基础水下地形图，因此水下地形测绘不可或缺。当下，传统gnss定位设备和声呐测量的缺点日益暴露，租船、安全、人员和浅滩等各方面的因素给水下地形测量带来了不少难题。随着科技日新月异，由无人船搭载定位设备和声呐来进行水下地形测量的技术不断完善，因其具有轻便、快捷、安全等特点，青睐这种新方法的用户正越来越多。这一次，华微3号远航匈牙利，正是要借自身独到优势，为客户排忧解难。

 华微3号无人测量船 是华微无人船家族中最小的成员。小船自重7kg，船长1m，轻便易携带，可以轻松放入轿车后备箱。内置单波束测深仪，结合主控内gnss定位，可以实时获取水下高程数据，通过多个断面的测量，可以得到水下高精度地形图。

它采用全新4g通讯物联网主控，彻底摆脱网桥基站、传输距离的限制，外业更轻松。船体可以按照计划线路自动行驶，人员只需在岸边接收数据，真正实现水上无人化作业。

测量与数据预处理

勘测设计中的一项重点，是使用gis软件处理得到创建测量点的表面模型。根据本次项目要求，设备需在间距不超过20x20m的矩形网格中进行测量。该值已沿最长测线缩小至5m，以生成tin表面。

港区测线示意

一般来说，线间距越小，点间距越近，在三角网插值过程中产生的曲面越精确。此次下游采样距离为1m，是hydrosurvey 7测量软件中可以设置的最小值。

完成航线规划

autoplanner软件可实现航线规划与无人船远程操控，无需连接到无人船，可在办公室作为准备工作进行规划测量路线，节省了大量现场作业时间。由于自动化程度高，操作简便，无人船可以实现轻松、安全操控。同时具备浅滩倒车、低电量自动返航功能，最大限度保障安全。

• 工程支持功能

autoplanner软件具备工程支持功能，可以为简单的勘测任务自动生成勘测路线，对于更复杂的任务，也可以逐步单独编辑路线。根据具体需求，这款软件能随时保存规划的航线，或重新读入这些路线的.kml文件，以便于在特定时间重复进行港口监测。

在autoplanner软件中选定测量区域

完成点记录

• 一键开始

hydrosurvey软件中的点记录只需一键即可开始，不需要任何特殊复杂操作。如下图所示，保存的点会显示为独立红点，以便实时跟踪和监控调查。

设置测量参数

根据预先设置的触发条件，不满足预定义质量要求的点不包括在保存的点中。这意味着在后处理过程中不需要设置过滤参数来过滤数据，不仅节省了时间，还能够减少大量人为错误。

• 一键结束

按下hydrosurvey软件中的结束记录键，数据将自动保存在测量用的电脑中。船上的控制机创建了所有测量值的备份日志文件，如因故造成数据丢失，部分数据仍然可以恢复。

· 数据输出

本次项目所需数据包括：gnss位置数据，深度数据及来自imu传感器的角旋转和加速度数据。通过针对华微系列无人船进行过特别优化的hydrosurvey软件，3步即可完成处理和输出。

hydrosurvey软件不仅能够提供原始测量信息，还能够提供测量环境信息，主要包括：水面绝对高程、相对水深、岸边信息、声波穿透散射、水中反射、水生植物及单细胞生物等。

三步处理

第一步：点击“correct”，快速得到所需时刻的坐标；第二步：点击“采样”，以不同于原始设置采样密度的方式重新分配采样距离；第三步：点击“创建htt”完成处理（htt为hydrosurvey的文件格式），输出包含导出数据所需的所有组件。

处理界面

等距采样

数据环境信息

多种输出格式

之后，使用“数据进程”菜单中的“数据导出”，即可将htt文件保存为dxf、txt、dat、csv等格式。本次项目输出csv格式文件。

数据轻松打开

本项目只需要x和y坐标,对应海底的海拔高度和水深。这些从hydrosurvey输出的数据可以使用任何一个txt编辑器或excel打开。

csv中的输出数据示例

地理信息系统数据后处理

从hydrosurvey中提取的数据可以在任何可输入csv文件的gis软件中进行处理。本项目使用匈牙利地区主流的qgis软件。

 基本流程

1. 扫描前面创建的文件，并根据扫描的点创建到形状文件tin表面。

tin表面设置

2. 彩色的tin表面显示表面没有起伏，没有明显的深区域。

topo tin表面示意

3. 通过同样的处理方法，得到水深tin表面。

深度tin面示意

4. 最终得到下图中的地图——带有底图和背景的开放街道地图。

topo tin表面示意

深度 tin面示意

成果清晰反映河床情况

华微3号，就是这么给力

根据韦伦采湖水深图上显示的数值，nadap船的吃水不超过港区任何一点的水深。由此可以得出结论，在测试的水面高度下，船只可以安全通行，极低的水位不会阻碍交通。

该港口于2020年进行疏浚工作，目前沉积物的厚度与水位相比并不明显，因此可以说，测得的海床形状很好代表了疏浚后的状况。在此基础上可以得出结论：在疏浚过程中，承包商没有进行施工控制，导致港口中部堆积形成众多礁石。但是华微3号的调查显示，韦伦采湖的水位没有低于安全值。只要能保障挖泥船在附近，就可以防止搁浅等意外地况的发生。

本项目中，华微3号以高安全性解决了复杂的水下地形问题，充分展现出成本低、准备工作简单，测量简单上手的特点。其半自动数据处理大大减少了完成项目所需的时间，给出的水下地形精确图像和环境的整体图像，完全适用于港口生态调查、河道通航测量。

另外，hydrosurvey软件提供了格式丰富的数据集，即使使用简单的gis软件，也可以导入文件，实现数据可视化，完成水下地形可视化成果图。