国家发改委推荐!无人机 + AI 应用场景把城市防汛变成数学题,预判城市内涝风险.

极端降雨常态化背景下，城市内涝、流域洪水频发，早已成为威胁城市安全、影响群众生活的突出隐患。2025年，全国洪涝和地质灾害共造成2785.55万人次不同程度受灾、直接经济损失1665.76亿元。这些数字背后，藏着传统防汛模式难以破解的深层短板：监测有盲区、预警慢半拍、数据不互通，被动抢险的困境始终难以突破。

《“十五五”规划纲要》明确将低空经济列为新兴支柱产业，并部署加快建设现代化水网。这一战略布局为防汛减灾的数字化转型打开了全新空间。从工程实践来看，无人机全域巡查、AI智能算法与“天空地水工”一体化监测感知体系的融合应用，正推动防汛工作从“被动抢险”向“主动预判”转变——该技术路径经过多地实战验证、具备规模化推广条件，是低空经济赋能公共安全的重要应用方向之一。

数字赋能、算法驱动——低空经济正在重塑防汛减灾的能力边界。

一、政策与市场：两大战略交汇，防汛迎来技术拐点

“十五五”规划建议与相关部署同步明确两大核心方向，恰好为防汛技术升级指明路径：

一是加快低空经济等战略性新兴产业集群发展，科学谋划低空航路网与智能网联系统建设，激活低空空间价值；

二是加快建设现代化水网，增强洪涝灾害防御能力。两大战略在防汛减灾领域高度契合、同频发力，推动防汛工作从“经验驱动”向“科技驱动”转型。

水利部于2025年印发《河湖库一体化监测感知体系建设三年行动方案（2025—2027年）》，明确要求构建“卫星遥感为主、视频监控+无人机为补充”的立体监测网，这与我们提出的空天地一体化技术路线完全一致，为技术落地提供了明确的政策支撑。

市场数据同样印证了这一发展趋势：据Verified Market Reports统计，2024年全球实时洪水监测与警告系统市场规模已达 12亿美元，不同机构报告的年均复合增长率多处于5%至10.5%区间；国内民用无人机应急市场规模2024 年水利防汛细分市场规模约 50 亿元，并预计未来五年保持约 20% 的稳健增速。实践表明，低空经济与AI算法的深度融合，正在成为智慧水利领域最确定、最具潜力的增长主线，也为土木、水利行业数字化转型注入新动能。

二、传统防汛三大硬伤：工程现场最真实的痛点

结合多年一线工程实施经验与水利部等官方公开数据，我们将传统防汛的核心局限总结为三点，每一点均来自现场实操的真实反馈，也是当前智慧水利建设重点破解的共性难题：

1.监测覆盖不全       中小河流堤防里程绵长、地形复杂，地下管网、老旧城区、偏远岸线等关键区域人工难以抵达。据水利部公开数据，“十四五“期间全国各类水文测站达13.3万余处，已基本实现大江大河及其主要支流、有防洪任务的中小河流水文监测全覆盖。但大量无明确防洪任务却仍存在致灾风险的支流、溪沟，以及地下管网、老旧城区、偏远岸线等薄弱环节，监测站点布设仍显不足，隐蔽性隐患极易漏判，往往等到险情暴发才被发现。2026年水利部水文工作要点亦明确提出，需“加密建设雨量站和水文站，盯紧防洪标准低的中小河流、干支流汇合口、山洪灾害易发区等薄弱环节“，监测覆盖仍有待进一步延伸。

2.预警响应滞后       传统防汛多依赖人工巡查与经验判断，预报预警链条存在明显的响应脱节。中小河流洪水突发性强、预见期短，从降雨到成灾通常仅需30分钟至2小时，传统报汛方式从发现险情到信息传达往往耗时较长，加之短临、短期与中长期预报间存在“数据孤岛“与“模型割裂“，导致预警响应窗口被严重压缩。各地实践中，常需将响应启动时限压至30分钟以内——如山东潍坊建立“半小时保障圈“体系，重庆依托智慧防汛系统将叫应时间由“平均2小时以上缩短至15分钟以内“——一旦错失即陷入“被动应对、疲于奔命“的困境。水利部2026年水文工作要点亦将“深化‘三道防线‘耦合贯通试点建设“列为重点任务，着力破解预报链条割裂的共性难题。

3.数据协同不畅       气象、水务、城管、交通、应急管理等相关部门的数据标准不统一、共享机制不健全，监测信息分散于多个孤立系统，难以形成统一的时空数据底板。跨部门高精度雨情水情信息实时同步不足，直接影响指挥调度的精准性与协同效率，防汛资源常出现“扎堆“或“空白“并存的局面。当前，江苏数字孪生水利建设已将“数据孤岛、标准不一、共享不畅“列为需重点破解的问题，甘肃陇南、辽宁等地的水务与气象部门亦通过建立联合预警发布机制逐步打通部门壁垒，跨部门数据协同正成为各地智慧防汛建设的核心突破口之一。

三、核心技术：空天地一体化，无人机+AI重构防汛体系

针对传统防汛的痛点，结合“十五五”低空经济发展导向，提出并落地“空—天—地—脑”四层一体化架构。低空经济已连续三年写入政府工作报告，在“十五五”规划纲要中被定位为战略性新兴产业集群和新兴支柱产业，并明确“三先三后”原则——先载货后载人、先隔离后融合、先远郊后城区，城市治理与测绘巡检是其中重点推广的成熟应用场景。本方案各项技术、设备均经现场工程验证，无虚标、无概念化，干货满满、可直接落地。

1. 空层：无人机集群打造“低空天眼”

工程上通常采用多旋翼+固定翼协同作业模式，最大化发挥无人机的巡查优势，适配不同防汛场景需求：

– 多旋翼无人机主打精细化巡检，可悬停定点拍摄，满足易涝点、排水口等关键点位的高密度巡查，精准捕捉局部隐患；

– 固定翼无人机侧重大范围覆盖，续航可达3小时以上（当前中型垂直起降固定翼无人机续航普遍达4—12小时），可快速完成流域级巡查，高效掌握全域防汛态势；

– 配套无人机自动机场，实现无人值守、自动起降、自动换电，24小时不间断作业，彻底摆脱人工依赖。目前全自动机场可在约52秒内完成电池更换并适配任务载荷，搭载RTK高精度定位模块，可覆盖半径7公里作业范围。

无人机搭载高清相机、激光雷达、多光谱模块，可精准识别积水深度、堤防渗漏、排水口堵塞等各类隐患。已有堤防险情智能巡检研究基于Mask R-CNN模型实现了渗漏区域精准分割与分类，平均检测精度达97.7%，单张图像处理仅需0.015秒。长沙市已发布低空经济应用场景清单，明确无人机可搭载红外热成像与激光雷达，实现地质灾害隐患区实时形变监测和河道防汛隐患智能识别。现场应用效果良好，大幅提升巡查效率与精度。

2. 天层：北斗+气象构建精准时空底座

作为空天地一体化体系的“数据中枢”，天层依托北斗厘米级定位服务，实现所有感知设备的时空精准对齐，确保数据统一可比。北斗高精度定位技术已广泛应用于水利工程安全监测，基于北斗地基增强网络及后处理差分算法，可提供静态毫米级、厘米级的形变监测能力。海克斯康GM01北斗自动化监测系统在极寒环境下连续7个月实现“设备零故障、数据完整率99.5%、精度达毫米级”的运行效果。

同时接入短临气象数据，可提前6—12小时捕捉极端降雨过程，为防汛调度争取宝贵时间。叠加高精度地形与地下管网数据，为内涝模拟、险情预判提供可靠的地理基准，让预判更精准、调度更科学。

3. 地层：物联感知实现秒级监测

现场部署的各类智能感知终端，均严格遵循水利工程防护标准，全面覆盖防汛关键节点，实现秒级监测、实时反馈：

– 智能AI摄像头，可实时识别积水深度，通过分析水面涟漪、波纹及反光度精准判定积水情况并实时告警。长沙已依托智慧视觉平台，完成120余个积水风险点AI监测设备安装部署，实现路面积水智能化、自动化监测；

– 雷达水位传感器，采用非接触式雷达测量技术，监测精度达±2mm，IP68级全防水设计，可有效防止污物附着与水体侵蚀，满足防潮、防水、防腐、防尘等恶劣工况要求；

– 地下管网液位、窨井水位、泵站运行等终端全面组网，实时掌握管网负荷变化，提前预警管网倒灌、泵站过载等风险。新吴区已部署390套前端感知设备，涵盖河道监测、管网窨井监测和易涝积淹点监测，将河道水位、管网运行状态等关键指标转化为可实时监控的动态数据。

4. 脑层：AI算法让预测从“经验”变“精准”

结合工程实践需求，优化整合四类核心AI算法，打破传统经验预判的局限，让防汛预警更精准、更高效：

– 内涝积水预测：融合Transformer时序预测模型与水文水动力模型。已有研究提出Transformer-LSTM融合架构，结合Transformer的全局特征提取与LSTM的时序建模能力，实现城市洪涝预测。基于ConvLSTM-Transformer的混合模型也在动态水体时空序列预测中展现出良好效果，提前2—3小时精准预判积水深度、扩散范围及蔓延路径，为人员转移、排水调度提供科学依据；

– 隐患智能识别：基于YOLOv8视觉模型训练优化，已有研究结合YOLOv8模型实现堤坝渗漏异常区域高精度识别。YOLOv8+U-Net算法在混凝土大坝渗漏和裂缝检测中实现了高效准确识别。在此基础上进一步训练优化，自动识别排水口堵塞、堤防渗漏等隐患，实现隐患早发现、早处置；

– 极端降水预警：融合卫星遥感数据与地面雨量站数据，采用LSTM时序预测模型。ConvLSTM等深度学习模型已在城市高时空分辨率降水临近预报中广泛应用，提前发布分级预警，精准预判极端降雨强度与影响范围；

– 模型持续迭代：结合汛后复盘数据、现场监测数据持续优化模型参数，按季度开展模型评估、年度进行算法升级，确保算法精度始终贴合工程实际需求。

四、实战成效：数据来自一线，指标可查可溯

基于“天空地水工”一体化监测感知体系与雨水情监测预报“三道防线”，空天地一体化防汛方案已在多区域陆续部署。以下关键成效指标均来自权威部门公开数据或地方一线实测数据：

1.预警提前时间：从小时级向多层级预警体系演进，部分地区短临强降水预见期达1–3小时

雨水情监测预报“三道防线”实现“云中雨—落地雨—河中水”全过程追踪，全国大江大河洪水预见期已从3天延长至10天。短临强降水预警方面，部分水利测雨雷达系统可将洪水风险预见期提前1至3小时。部分地区已构建“1–3天、6小时、2小时、实况”等多层级递进式预警机制，预警预见期较传统模式显著提升。

2.预警准确率：主要江河关键期洪水预报准确率达90%，部分地区暴雨预警准确率超95%

据水利部发布数据，“十四五”以来全国主要江河关键期洪水预报准确率达90%。部分地区暴雨预警信号准确率达到95%以上，部分测雨雷达1–3小时降雨预报命中率在75%以上。预警精准度提升，使防汛调度更具针对性。

3.人工巡查强度：部分试点区域巡查值守人员压降八成以上

依托智慧防汛系统和无人机、无人船等智能巡检设备，部分试点区域汛期巡查值守人员压降八成，节省运转费用七成。无人机智能巡检在多地水库、河道已实现常态化应用，可实时识别人员入侵、坝体裂缝等20余类风险隐患。人工巡查强度下降幅度因区域基础条件而异，上述数据为部分先进试点实测成效。

4.隐患处置闭环：部分地区应急响应压缩至15分钟级，实现全流程闭环管理

部分地区建立“智能巡查—自动派单—分级处置—闭环反馈”机制，无人机巡检可在15分钟内完成数公里河道巡查，系统自动标记异常并推送工单。山洪灾害防御演练中，预警信息通过短信闭环推送至责任人，未响应人员即时督办。15分钟通常指应急响应启动或人员到达时间，全流程闭环完成时间视险情类型而定。

5.监测覆盖率：全国监测感知体系框架基本形成，重点区域覆盖率持续提升

我国已基本形成涵盖31颗遥感卫星、100余部测雨雷达、4800余架无人机、13.3万处地面水文报汛站、30多万处工程安全监测点的“天空地水工”一体化监测感知体系。部分省份雨量、水位已实现全自动监测，重点水库、重要河段远程视频监控实现全覆盖。“全覆盖”在不同业务场景下定义存在差异，监测感知体系建设仍在持续推进。

6.灾害损失：全国洪涝灾害损失指标呈显著下降趋势

据应急管理部数据，2025年上半年我国洪涝灾害受灾人次、死亡失踪人数、直接经济损失较近5年同期均值分别下降66.4%、19.1%、47.2%。部分地区累计成功转移山洪危险区群众十余万人次，预警信息基层触达率达98%以上，未发生因预警滞后导致的人员伤亡。这一成效是全国防灾减灾体系综合建设的结果，空天地一体化监测预警能力的提升是重要支撑因素之一。

五、十五五低空经济+AI，赋能防汛现代化价值

结合长期工程实践与技术落地经验，我们深刻认识到，十五五低空经济与AI算法的深度融合，核心价值正在于为防汛现代化注入全新动能，推动防汛工作实现质的飞跃，具体体现在三个方面：

1. 赋能防汛理念现代化：十五五低空经济已从“新兴产业”正式跃升为“新兴支柱产业”，与航空航天、新能源等战略性产业集群并列。AI算法也并非纸上谈兵，其核心价值的落地，就是让无人机巡遍每一处堤防、让智能算法守住每一道防线，推动传统经验防汛向科技化、智能化防汛模式升级，筑牢城市防汛现代化的安全底线。

2. 赋能防汛模式现代化：从过去“人海巡查、被动抢险”的疲惫应对，到如今“数字防控、主动预警”的从容处置，十五五低空经济与AI算法的深度融合，不仅重构了传统防汛的作业模式，更以科技赋能推动防汛工作从“被动应对”向“主动预判”转型。与此同时，低空经济发展坚持“三先三后”原则——先载货后载人、先隔离后融合、先远郊后城区，在严控风险、确保安全的前提下推广成熟应用场景。新修订的《民用航空法》将“低空经济发展需要”纳入空域划分依据，为行业提供法治保障。这些制度性安排为中国防汛现代化建设提供了一条切实可行的技术路径，彰显了科技防灾减灾的硬核力量。

3. 赋能防汛效能现代化：无人机织密低空监测网，AI算准每一次险情，空天地一体化体系打破传统防汛的诸多局限，有效提升汛情监测预警的时效性和精准度，为城市排水防涝决策提供科技支撑。技术落地的同时兼顾民生保障的温度，这正是十五五战略落地、科技赋能防汛现代化的生动实践，也为土木、水利行业的数字化转型提供了重要借鉴。

六、十五五展望：低空经济+AI，防汛进入全域智能时代

结合“十五五”战略部署与行业发展趋势，我们判断，“十五五”期间（2026—2030年），全国将加速构建“天空地水工”一体化监测感知体系，低空经济与智慧水利的融合将进入规模化、规范化发展的关键阶段。未来五年，行业将呈现四大明确趋势：

1.无人机机巢向重点区域持续拓展，低空监测网络覆盖重点河湖库与关键防洪节点。当前，部分地区已在防汛实战中部署无人机机巢系统，沿重要河流堤防选取关键节点开展无人机场建设，低空监测正从试点示范走向规模化部署。

2.防汛大模型加速跨区域、跨部门整合，推动流域级协同预判能力提升。相关流域级水利大模型已投入应用，融合气象、水文、工程运行等多源数据，可实现中期滚动预报及洪水过程智能推演，关键部位识别准确率保持较高水平。跨区域协同研发的流域级水文预测模型已在多地启动建设。

3.相关产业链持续成熟，驱动无人机制造、智能传感器、AI算法服务等领域规模化落地。低空经济已被中央纳入战略性新兴产业集群重点发展，多省市将其纳入政府工作报告，推动行业技术迭代升级与产业化进程加速。

4.行业技术标准与数据共享机制逐步完善，空天地一体化防汛技术的推广应用更加规范高效。有关部门明确提出科学谋划目标任务，坚持全流域统筹，确保标准统一、耦合贯通、共享共用、协同高效，构建统一的数据标准和接口规范。各地积极推进跨部门数据共享机制与标准体系建设，为技术规模化推广提供制度保障。

暴雨不再“看海”，正从愿望清单走进现实图景。随着“十五五”低空经济加速落地，无人机全域组网、AI算法持续进化，空天地一体化防汛已从概念验证走向行业标配——它是土木的韧性防线，是水利的精准调蓄，是市政的动态响应，更在重塑中国防汛的现代化新格局。未来已来，下一场暴雨来临时，我们看见的不再是积水，而是一座会呼吸、会思考的城市。

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