2026年全国水利工作会议上，水利部部长李国英明确将完善“天空地水工”一体化监测感知系统纳入“十五五”期间及2026年的水利重点工作，旨在为数字孪生水利体系建设筑牢基础。

　　在该体系中，“空”作为连接“天”（卫星遥感）与“地”（地面站点）的关键枢纽，主要承担中小尺度、高精度、动态化的监测任务。它依托无人机、高塔（通信铁塔）等空中平台，搭载测雨雷达、激光雷达、红外热成像等先进载荷，能够无缝衔接上下层监测链条。通过这一层级，系统可对水域岸线、蓄滞洪区、山洪易发区等重点区域的地形及雨水情要素进行精准采集，凭借其灵活机动、响应迅速的优势，为数字孪生水利提供不可或缺的核心数据支撑。

一、无人机：“空”基监测的机动主力

　　在“天空地水工” 一体化监测感知体系中，无人机是“空” 层核心装备，凭借灵活机动、高分辨率、多载荷融合、快速响应的优势，成为水利监测、应急处置的核心力量，打通宏观遥感与微观地面监测的衔接壁垒。

　　1、无人机技术的主要特点

　　无人机作凭借灵活机动、高精度、高时效的优势，成为水利监测、应急处置的关键载体，其核心技术特点如下：

　　（1）高空间分辨率：可获取厘米级（通常2–5 cm）正射影像或三维点云，能够有效支撑河道岸线变化、堤防裂缝、非法采砂等精细场景识别，精准捕捉水利监测中的细微隐患。

　　（2）高时间灵活性：无人机可按需起飞，实现分钟级部署，无需复杂准备流程，特别适用于突发洪水、山洪、溃坝等应急场景，快速响应监测需求。

　　（3）多传感器融合能力：可灵活搭载可见光相机、红外/热成像设备、激光雷达、多光谱/高光谱雷达、小型化SAR雷达等多种传感器，实现不同场景下的全方位监测感知，适配水利多维度监测需求。

　　（4）自主飞行与智能处理：支持预设航线自动飞行（如沿河道岸线、水库边界飞行），具备机上边缘计算能力，可实时生成正射图像、识别异常目标，与数字孪生水利平台无缝对接，实现“飞完即用”。

   　（5）通信与组网能力：支持4G/5G/北斗短报文数据回传，断网区域可通过中继无人机或自组网完成数据传输，亦可构建多机编队协同作业，实现大型流域的全覆盖监测。

　　2、典型应用场景

　　依托上述核心技术特点，无人机作为“天空地水工”一体化监测感知网“空”层的机动主力，在水利各领域应用广泛，典型应用场景如下：

　　（1）水旱灾害防御：在山洪灾害巡查中，可快速获取沟道地形、堵塞物、居民点风险等信息，灾后2小时内生成洪水淹没图，支撑人员转移安置；同时可通过热成像识别大坝管涌、渗漏、堤防险情，搭载雷达检测滑坡体位移，助力水旱灾害应急处置。

　　（2）河湖管理与执法：利用夜间红外+可见光联动，锁定采砂船位置，实现非法采砂精准监控；高效核查河湖“四乱”问题（乱占、乱采、乱堆、乱建），对比历史影像自动检测违建、围垦等情况，同时监测水面漂浮物（蓝藻、垃圾聚集），支撑生态调度。

　　（3）水利工程安全监测：通过搭载摄影测量或雷达设备，检测水库大坝裂缝、沉降，评估大坝表面形变；对渠道衬砌进行破损检查，替代人工下渠作业，提升监测安全性；同时排查偏远山区尾矿库、淤地坝等小型工程的安全风险。

　　（4）应急通信与指挥：可搭载空中基站，在灾区快速恢复临时通信，提供高空视角直播，支撑现场指挥部决策；同时可充当“救援能手”，投送救生圈、应急包等设备，助力被困人员救援。

　　（5）水资源与水生态监测：通过航飞识别河道断流或干涸情况，支撑生态流量监管；动态监测湿地变化，评估调水工程的生态效益，结合多光谱数据辅助水质反演，估算水体叶绿素a、悬浮物浓度等参数。

二、高塔/通信铁塔：“空”基监测的静态支柱

　　高塔/通信铁塔是 “天空地水工” 一体化监测感知体系的重要组成部分，作为固定式高空观测平台，具备长期稳定、覆盖连续、多传感器集成等优势。虽机动性不及无人机，但在常态化、高频次、广域连续监测中发挥不可替代作用，是实现50–200 米近地面 — 低空连续立体监测的关键手段，凭借“低成本、高复用”特性，构建起 “永不掉线”的水利视觉与感知哨兵。

　　1、高塔/通信铁塔核心技术特点

　　“高塔/通信铁塔”作为固定式高空观测平台，凭借长期稳定、覆盖连续的优势，成为水利常态化监测的核心支撑，其主要技术特点如下，精准适配水利全域监测需求：

　　（1）固定高空视角，视野开阔：“高塔/通信铁塔”的安装高度通常为30~150米，可覆盖半径1~5公里的范围，视野范围内无遮挡，适合对河道、水库、堤防、闸坝等水利关键节点进行全景监控，实现大范围无死角监测。

　　（2）7×24小时连续运行：可实现全天候、全时段不间断工作，不受人工巡查时间的限制，同时通过搭载相关配套设备，支持夜间红外成像和雨雾穿透功能，打破恶劣天气及低照度环境对监测的限制。

　　（3）多传感器集成能力：可灵活搭载多种监测设备，包括高清云台摄像机（可见光+红外）、激光测距/水位计、微型气象站、声学多普勒流速仪、振动/倾斜传感器、北斗/GNSS接收机等，实现水利多要素同步监测。

　　（4）依托现有通信基础设施：可复用运营商已建成的4G/5G通信铁塔，大幅降低水利监测网络的建设成本，同时借助铁塔自带的电力供应与网络回传能力，实现监测设备“即装即用”。目前，水利部与中国铁塔公司已建立战略合作，积极推动“水利+铁塔”的共建共享模式落地。

　　（5）边缘智能与AI分析：在“高塔/通信铁塔”搭载的摄像头中，可嵌入前端AI芯片，实现实时智能识别，能够精准捕捉水面漂浮物、人员聚集、工程施工、水位超警、非法闯入等异常事件，并自动触发告警，减少人工值守压力，提升监测智能化水平。

　　2、典型应用场景

　　依托上述核心技术特点，“高塔/通信铁塔”作为“天空地水工”一体化监测感知网“空”层的静态支柱，在水利常态化监管、灾害预警等场景发挥重要作用，典型应用场景如下，适配水利全域监测与治理需求：

　　（1）河湖常态化监管：可实现对重点河段、敏感水域（如饮用水源地、跨界断面）24小时视频监控，自动识别河湖“四乱”问题，为河湖长制日常巡查、考核工作提供精准支撑，提升河湖管理精细化水平。

　　（2）水位与洪水过程监测：借助视频图像+AI水尺识别技术，可在复杂光照、波浪扰动等恶劣条件下准确读取水尺刻度，精准获取水位数据；在无水文站或站点损坏区域，可提供应急水位补充数据，结合历史影像，还能分析洪水演进速度与淹没范围，为洪水防御决策提供支撑。

　　（3）水利工程安全监控：对水库大坝、水闸、泵站等水利工程周边进行全方位安防监测，实时掌握工程运行状态（如闸门启闭、溢洪道水流情况），一旦发现异常施工、工程破坏等行为，可及时触发报警，保障水利工程运行安全。

　　（4）山洪与中小河流预警：在山洪沟出口、中小河流关键断面部署铁塔监控设备，结合降雨数据，当水位出现快速上涨趋势时自动触发预警；搭载的视频摄像设备可将实时画面直通乡镇防汛责任人手机端，实现精准、高效预警，助力山洪灾害防御。

　　（5）生态与水质辅助监测：通过高清视频实时观察水域水色变化、藻类爆发、死鱼漂浮等异常现象；虽无法直接测量水质参数，但可作为水质异常的早期指示器，与地面水质监测站形成“视觉+理化”的互补监测模式，完善水生态监测体系。

　　由于篇幅较长，我们下期分享“天空地水工”一体化监测感知网—“空”之二，关于测雨雷达和激光雷达的介绍，如需了解架构图中的相关设备，欢迎致电咨询，咨询热线：13306023759　

　　“天空地水工”一体化监测感知网——“天”

　　“天空地水工”一体化监测感知网—“空”之一

　　“天空地水工”一体化监测感知网—“空”之二

　　“天空地水工”一体化监测感知网—“空”之三