在长江中游某险段,夜幕笼罩着汹涌的江水,持续暴雨让传统光学监测手段几近失效。此时,数架搭载合成孔径雷达(SAR)的无人机悄然升空,穿透厚重雨幕,对下方数十公里河堤进行毫米级精度“扫描”。数小时后,一份精准的形变分析报告已送达防汛指挥部,清晰标示出两处潜在渗流隐患点。抢险队伍随即精准部署,一场可能的溃堤风险被化解于无形。这并非科幻场景,而是低空经济与先进遥感技术融合,为古老河堤监测领域带来的革命性变革。
一.传统之困:河堤监测的瓶颈与时代挑战
河堤,作为抵御江河洪水、保障人民生命财产安全的生命线,其健康状况监测历来是水利工作的重中之重。然而,传统监测手段正面临日益严峻的挑战:
人力巡查局限凸显:依赖人工徒步、车船巡查,不仅效率低下、覆盖范围有限,更难以应对恶劣天气和夜间环境,且对堤坝内部隐患和微小形变感知能力不足。
定点传感器网络之困:布设沉降桩、测斜仪、渗压计等传感器,虽能提供定点连续数据,但成本高昂、覆盖密度有限,难以实现大范围、整体性评估,且安装维护可能影响堤防结构。
高空遥感难以兼顾:卫星遥感虽覆盖广,但重访周期长(通常数天至数周),难以满足汛期高频监测需求;分辨率与精度有时不足,且同样受云雨影响。有人机航拍则成本高、空域申请复杂,灵活性不足。
与此同时,全球气候变化导致极端水文事件频发,对河堤安全提出了更高要求。我国拥有长达数十万公里的堤防体系,许多已进入老化期,数字化、智能化、精准化的监测需求迫在眉睫。
二.技术融合:低空经济与SAR的“天作之合”
低空经济的蓬勃发展与SAR技术的成熟,恰逢其时地为破解河堤监测难题提供了全新方案。
低空经济的平台优势:指低空(通常指3000米以下空域)飞行器及相关产业的经济活动。无人机(尤其是中型长航时无人机、垂直起降固定翼无人机)作为核心载体,具备灵活机动(可随时起飞、沿堤线飞行)、成本低廉(相较于卫星和有人机)、高频次作业(可按需每日甚至数小时一次监测)和高分辨率数据获取能力。它们能轻松抵达人员难以到达的险工险段,实现“点、线、面”相结合的精细化巡查。
SAR技术的穿透之眼:合成孔径雷达(SAR)是一种主动式微波遥感设备。其核心优势在于:
1. 全天时全天候:不依赖光照,能穿透云层、雨雾、烟雾,实现真正意义上的7×24小时监测,完美应对汛期恶劣天气。
2. 毫米级形变感知:通过干涉SAR(InSAR)尤其是差分干涉SAR(D-InSAR)技术,对比不同时间获取的雷达影像相位信息,可精确探测地表或堤体的毫米级甚至亚毫米级微小形变,这是发现管涌、渗漏、滑坡等险情前兆的关键。
3. 一定穿透能力:微波对干燥地表植被和沙土具有一定穿透性,有助于感知堤表以下一定深度的异常湿度变化。
三.机载微型sar系统
苏州天镜韵湖智能科技有限公司(简称:天镜韵湖)致力于成为全球领先的合成孔径雷达方案解决商,为用户提供定制化雷达设备、SAR数据采集服务、雷达数据产品。天镜韵湖凭借多年的研发经验和专业技术积累,推出了多个波段、具备多种能力的调频连续波及脉冲体制的SAR产品。目前,天镜韵湖已具备X、Ku、K、Ka、C、W、L等多个波段的覆盖,且产品系统具备单极化、全极化、条带、聚束、干涉、单脉冲搜索等模式,产品具有实时成像、GMTI、形变监测等功能。天镜韵湖SAR产品可搭载多旋翼/固定翼无人机、有人机、卫星及车载等平台。
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