【典型案例】 海卓MS400P（小精灵）多波束搭载小型无人船用于湖泊水域灾后勘测调查

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应用调查及需求

受地震的影响，某景区内的海子受损严重，为了受损的海子尽快恢复原貌，需要针对各个海子的淤积、靠近山体水下情况及周边环境变化情况进行摸底调查。调查的需求及现场环境状况如下：

■  1．针对各个海子水底状态进行调查。

用户需求：调查三个典型海子的水下地形状态；通过地形状态判断入水口是否存在淤堵状态以及淤堵的严重程度；各个海子靠近山体的部分是否存在石块、树木等的淤积。 并且进行实时水下高分辨率三维地形勘测结果显示。

■  2.调查现场环境状态。

被调查的三个海子位于景区内，由于测区环境的特殊性，海子为封闭区域，且测区水深变化复杂，有人动力船不能满足测量需求。该景区为世界自然遗产，动力船会污染水域。其次，其中B海子中存在大量的漂浮物，跑船需要避开障碍物而大型船只不易操控，加上岸边周围浅于2米，水底碎石、树木纵横交错对多波束的浅水水域的数据质量要求较高。

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解决方案

基于上述实际状况，无人船搭载多波束是完成此次调查任务的最优解决方案。受景区管理单位委托，成都某科研单位联合安徽科微智能与海卓同创结合调查数据需求和调查现场环境的特殊性，采用小型无人船+海卓MS400P（小精灵）的方案进行 进行水下三维地形勘测。利用海卓MS400P对A、B、C三个海子进行全覆盖测量任务。

■  1、载体选取小型可充气型无人船。

具有重量轻、载荷大、续航能力久、便于运输、航行姿态稳定的特点。

 ■ 2、海卓MS400P（小精灵）是一款超小型的多波束测深仪。

具有尺寸小（有一本英汉词典大小）、重量轻（整机只有8.5公斤）、功耗低（最低功耗40W）、浅水测量性能优越(最浅0.2m测深)的特点。

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实施过程

根据测区三个海子的位置自身水流向的特点，我们选择从A一直顺流往下至B和C顺序测量。根据测量要求，先通过手动精确控制测量的方式采集湖泊边界，再布置测线让无人船根据测线自动跑测的方式进行采集。既确保了关键部位的数据质量，也有效提高了测量效率。

· 数据边界采集：

· 无人船设置测线自动跑测如下图：

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测量成果分析

经过外业采集和数据后处理，完美完成了此次测量任务。

成果分析如下：

（一）入水口水下地形分析

■ A区域入水口水下地形分析

A区域的入水口部位长186米，宽68米，其中深水区域10.04米，最浅区域0.8米。其中入水口到下游的方向有175.36米的范围水深变化在1-3米左右，在现场入水口能清晰的看到有灾后形成的堆积物（左侧框选位置形成一片滩涂，无人船无法进入）。

■ B区域入水口水下地形分析

从数据断面来看入水口到深水域落差在6.57米，而入水口水深3米-9米水深的变化长度在143.59米，宽206.61米。从水下三维地形图中看入水口两边浅坡度变化较缓，存在淤积情况。

■ C区域入水口水下地形分析

图中最深的区域达到14米。存在大量的树木（图方框1、2、3）、图中方框4是C区域在入水口的地方形成淤积。C区域整个边界周围相对与比较浅。最浅区域0.4米。

从C区域的数据图和断面图来分析：最直观的看出入水口相比周围比较浅，从断面图可以看出入水口周围存在淤积情况，入水口与周围有1.44米的落差。入水口两边深，中间出水的地方浅。通过水下三维地形图可以看出入水口淤堵较为严重。

（二）靠近山体位置的岸边分析（由于C区域四周所处的位置不靠近山体，因此只对A区域和B区域进行分析）

■ C区域入水口水下地形分析

A区域上游和下游相较于中部来说比较浅。A区域的下游部位靠近山体的地方有明显的冲刷痕迹，冲刷周围淤积。（图中左侧框选位置是靠近山体的部位）从靠近山体水域到深水域落差在5.38米左右，长度在142米。水深范围1.6米至6.3米。

A区域中的两个岸边存在灾后遗留下的树木（图中方框1、5、7、9、10）碎石堆积（图中方框2、3、4、6、8、11）。这些物体在岸边形成堆积体。其中最长（图中方框4）的堆积体达32.36米。最小（图中方框5）的堆积体8.39米。

■ B海子靠近山体位置的岸边分析

B区域中的靠近山体滑坡坏落的碎石，如图中框选的5、2、3、4、7号是灾后倒入水中的树木，1、6、8号水底大量的碎石。靠近山体的部位如图中的9、10号由于山体滑落至水中，形成堆积。整个水域深水区域16.6米，最浅区域0.8米。

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总结

通过对该景区水下地形的勘测结果的分析，证明无人船搭载多波束在复杂水域环境中仍然表现良好，用稳定的性能，可靠的结果完成灾后勘测调查的工作，同时也得到了业主认可。海卓MS400P的换能器集姿态仪、GPS、表面声速仪于一体，且它的小体积、超低功耗完全适用于市场上多种较小尺寸的无人船 。无人船搭载多波束勘测水下三维地形既能满足水下勘测的精度要求，也能提高外业测量效率，同时也避免了外业人员水上作业的危险。采用无人船平台搭载多波束展开水下地形地貌测绘作业，已成为测绘行业的重要发展趋势，对测绘行业向智能化、数字化、精准化的转型升级起到积极的推动作用。

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来源：海卓同创

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