无人机在航标建设中的应用

仇广宇

摘 要：本文介绍了无人机在航标建设中的应用情况，概括了在航标建设工程建设领域应用无人机相关技术的优势。并通过在实践中的案例，详细分析了在航标配布、灯塔桩选址、现场管理等环节应用无人机技术的前景和优势。结合无人机技术成本、性能、功能等方面优势，对无人机在航标工程建设的信息化发展前景和方向进行研究，为推动助导航设施建设管理的信息化发展提供数据和依据。

关键词：无人机 航标工程 建设选址 施工管理

随着国家信息科学发展，相关应用的实践，各个行业对数据采集的要求也急剧增长。无人机因其在恶劣环境下执行任务的优势以及灵活机动的特性在军事和民用领域得到了长足发展与应用，特别是为气象、农林、海洋、电力、通信等重要领域提供了更为便捷、高效、安全的管理方法。在现阶段的日常航标巡检、灯塔桩建设中可以借助无人机的先进的数字化摄影技术、定位技术，充分发挥无人机的低成本与高机动性，能够大大提髙信息采集与监测的效率，不受地面人员、天气状况、交通条件的限制。因此，本文正是围绕无人机在航标工程建设领域应用，研究其在项目选址与施工过程中的监测。

1.民用无人机在航标工程建设中的应用及优势

1.1灯塔、灯桩建设项目选址

选址，是目前灯塔桩建设的重要环节，工作中我们为满足助导航功能的要求，灯塔桩一般建设在偏僻的航道岸边、海中孤立礁石上，同时选址又必须兼顾工程施工的可行性以及灯塔桩建成后的维护管理。灯塔桩建设的选址需要通过建设单位、设计单位以及勘察单位等多方面协调合作才能最终确定，在选址现场工作中受天气、潮汐、交通等多方面因素的影响，特别是设计、勘察人员在评估周边地形地貌时受视觉高度以及可视范围的影响不能够全面了解，对后续设计、施工工作的开展带来困难，而无人机的强大视觉和空间优势，可以使它在灯塔桩建设选址中有强大的优势，能够快速获取项目选址位置周边地形、地貌，通过影像资料结合设计软件的建立起直观的三维模型，利用设计模型进行对比分析，模拟船舶航路并优化设计方案。

近年来，北海航标处结合相关项目管理的经验，首先在涠洲水域陆岛运输航标完善工程建设项目选址中应用无人机辅助勘查，以下以湾仔角灯桩以及婆印石灯桩为是实例研究无人机在项目选址中的作用：

湾仔角灯桩拟建于涠洲岛湾仔村五彩滩岬角处是指引船舶进出涠洲岛南湾的重要口门标志，在灯桩选址过程中，建设人员前期通过现场勘查建议灯桩选址位置为图1中A点或者B点，在现场勘查中设计人员及相关专家一致认为B点是比较理想的建设地方，而北海航标处的相关项目管理人员通过进一步分析涠洲岛独有的火山岩的地质地貌和岛屿灯塔桩建设的经验，初步判断选址位置B点下方位置可能被海浪侵蚀出现悬空，但是现场受周边树木的遮挡及现场地形的影响无法实际开展观测，因此建议通过无人机航拍进一步判断，结果通过无人机发现选址位置B点下方受海浪侵蚀确实出现了悬空（如图2所示红色区域），结合设计人员对灯桩结构的验算，排除了B点建设灯桩的可能性，最后确定湾仔角灯桩的选址位置为A点。

又例如在婆印石灯桩建设选址过程中，正值涠洲岛7、8月份，受潮汐影响低潮一般出现在夜间，白天选址位置的礁石被水淹没难以到达，夜间能见度差，无法开展有效的现场勘查，相关人员多次前往选址位置附近都难以靠經确切位置，在实际工作中，北海航标处相关项目管理人员通过无人机拍摄，最终在航拍照片上找到最终的建设位置，（如图3红字位置所示）并通过后续的进一步地质资料分析确定选址，大大加快了工程建设的周期，根据以上两个实例我们可以看出无人机在复杂地形选址的应用是十分必要的，不但提高了工作效率而且给项目建设提供了有力的数据支撑。1.2无人机在港区航标配布研究的应用

一直以来受港口规模较大、航线较长等的影响港口建设中航标效能的评估和航标配布的设计通常采用通过理论研究、个别分析等方法，很难较全面的研究航标对整个港口船舶通行的影响，随着无人机的应用，克服了常规传统航摄成本高、测量手段困难、飞机姿态控制难控制等问题，因此，资源数据获取、小范围航图方面的应用，为港区航标配布完善提供了有力支撑，无人机在港区航标配布中的应用包括利用航拍照片，为航道线路方案比选和助导航设施的设计提供资料，为港区航道航标线规划提供可靠的数据支持。

1.3无人机在航标建设施工管理中的应用

海上助导航设施的建设过程中，受天气、潮汐、交通的影响，项目管理人员很难实时对建设项目进行管理，而依托无人机的强大视觉在工程施工监管中有着广阔的应用前景。通过无人机搭载摄像设备可以快速从不同角度快速获取在建项目状况，并通过与前期设计图纸对比分析，尽早发现问题，进行修正。

2.无人机在航标建设中的应用前景广阔

随着无人机技术的不断完善，无人机的费用不断降低，承载力增强，电池续航能力得到提高，无人机将会用于各行各业，特别是对航标建设这种安全系数低、人工成本高的行业，无人机的应用将大大提高安全性和行业的生产效率，利用无人机技术辅助工程项目全生命周期建设将使建设过程更为经济、高效和便捷，对航标事业的发展有着现实重要的意义。endprint