2026年全国水利工作会议上，水利部部长李国英发布重要讲话，针对“十五五”目标实施，提到继续完善“天空地水工”一体化监测感知系统，同时针对2026年水利重点工作，要系统谋划推进数字孪生水利体系建设，构建“天空地水工”一体化监测感知系统。
上几篇，我们介绍了“天空地水工”一体化监测感知网里的“天”（传送门），“空（无人机、高塔）”（传送门），今天接上篇，持续分析—“空”（测雨雷达、激光雷达）。
我们前面提到，“空”主要是利用无人机、高塔等设施设备，搭载激光雷达、天气雷达、测雨雷达等监测仪器，实现对水域岸线、蓄滞洪区、山洪易发区等重点区域的地形、雨水情等要素监测采集，实现针对中小尺度高精度动态信息的监测感知。
一 测雨雷达
测雨雷达是一种专门用于探测降水系统（雨、雪、冰雹等）的气象雷达，工作在X波段（频率约9.3~9.5 GHz），具有高灵敏度、高分辨率、强降水探测能力强等特点。
在水利行业部署的测雨雷达通常具备双偏振技术（可区分雨滴、冰晶、地面杂波，提高降水估测精度）、低仰角扫描（更贴近地表，捕捉近地面强降雨）、快速体扫模式（1–2分钟完成一次全空域扫描，满足短临预报需求）、水利定制化算法（针对流域地形、雨型特征优化反演模型）。
测雨雷达的核心目标是看得见“云中雨”，算得准“落地雨”，防得住“山洪灾害”。
测雨雷达的主要技术特点
1、高时空分辨率
测雨雷达的空间分辨率达 60~250 米，可识别小尺度的对流单体，同时扫描周期 为1~2 分钟，可捕捉降雨快速演变过程。
2、三维立体探测
测雨雷达可获取从云底到高空的降水粒子分布、强度、相态，支持生成垂直剖面图、等高平面图、定量降水估测等产品。
3、双偏振技术提升精度
测雨雷达利用差分反射率、相关系数、比差分相移等参数，可以区分雨、雪、冰雹，同时抑制地物杂波（如山体、建筑），从而提高强降雨估测准确性（误差可控制在15%以内）。
4、水利定制化处理
通过融合数字高程模型（DEM） 进行地形遮挡校正，再结合流域汇流模型，将雷达降雨估测直接转化为面雨量、入流过程线，同时也可支持与山洪模型、水文模型的无缝对接。
5、组网协同观测
多部雷达组网可消除单站盲区（如山区遮挡），水利部正在推进重点流域测雨雷达组网工程（如长江、珠江、海河）。
测雨雷达典型应用场景
1、山洪灾害精细化预警
利用测雨雷达，实时监测山洪沟上游“云中雨”强度与移动路径，提前30~60分钟发出靶向预警，精准到村、到户，结合“叫应”机制，预警信息直达责任人。
2、中小河流洪水预报
利用测雨雷达，可提供高精度面雨量，替代稀疏雨量站插值。结合这些高精度数据驱动分布式水文模型，有效提升洪峰流量、到达时间的预测精度，解决“有雨无站、有站无雨”难题。
3、水库与水利工程调度
实时掌握库区及上游集雨区降雨分布，支撑预泄腾库、错峰调度决策，防止因局部强降雨导致溢洪或漫坝。（三峡水库调度中心接入周边4部测雨雷达数据，汛期调度响应时间缩短40%）
4、城市内涝监测与应对
在城市布设小型X波段雷达，监测“列车效应”暴雨，同时结合管网模型，预测积水点，可为应急排涝提供精准雨情支持。
5、极端天气过程复盘与模型校准
利用测雨雷达保存完整的降雨三维过程数据，用于水文模型参数率定、预警阈值优化，有效支撑数字孪生流域“预演”功能。
测雨雷达是“天空地水工”体系中“空”基感知的“降雨之眼”。它以高时空分辨率、三维立体探测、水利定制化为核心优势，实现了从“看不见云中雨”到“算得准落地雨”的跨越。在山洪防御、中小河流预警、水库调度等关键业务中，已成为现代水利不可或缺的“硬核”装备。随着组网加密与智能算法升级，测雨雷达将持续夯实智慧水利的感知底座，筑牢水旱灾害防御的“第一道防线”。
二 激光雷达
激光雷达是一种遥感技术：利用激光测距原理，通过快速发射数万至百万点/秒的激光束，测量目标物体的距离、形状和反射特性，从而生成高密度、高精度的三维点云数据。
将激光雷达安装在无人机或有人机上，可用于大范围测绘；同时借助地面上的移动激光雷达可进行工程局部精细扫描；借助其穿透植被、厘米级精度、全天候作业等核心能力，在复杂地形、植被覆盖或应急场景下激光雷达具有不可替代的优势。
在“天空地水工”体系中，“空”层承担中小尺度、高精度、动态更新的空中感知任务。激光雷达是实现高精度三维地形与水文要素感知的核心手段，作用可概括为：“看得穿（植被）、测得准（地形）、建得真（模型）”。
激光雷达的主要技术特点
1、高精度三维建模
激光雷达平面精度5~10 cm，高程精度3~8 cm，优于传统的摄影测量，同时点云密度可达 100~500 点/平方米，支持精细地貌的刻画。
2、植被穿透能力
近红外或绿光波段激光可穿透树叶间隙，获取真实地面，可对森林覆盖下的河道、滑坡体、堤防基础等隐蔽地形实现精准测绘。
3、多平台适配
可集成于固定翼无人机、多旋翼无人机、直升机，小型化激光雷达系统已广泛用于水利无人机作业。
4、水陆一体化探测
绿光激光（532 nm）可穿透清澈水体（深度0.5~50 m），同时获取水面、水下地形、河床形态，适用于浅水河道、湖泊、海岸带。
5、与多源数据融合
可同步搭载RGB相机、IMU/GNSS、高光谱传感器，生成真彩色点云、数字表面模型（DSM）、数字高程模型（DEM）、正射影像等多维产品。
激光雷达的典型应用场景
1、高精度数字高程模型（DEM）构建
为水文模型、山洪及洪水演进提供基础地形底图，替代传统人工测绘，效率提升10倍以上。
2、河道与岸线精细化管理
提取河道中心线、断面、滩槽边界、岸坡坡度，监测岸线侵蚀、淤积变化，评估非法采砂影响，支撑河道整治、生态修复工程设计。
3、山洪灾害风险区划
获取山洪沟三维形态、汇流路径、坡度、汇水面积，结合降雨数据，精准计算临界雨量与危险等级，划定高风险村落与逃生通道。
4、水利工程安全监测
扫描大坝、堤防、闸站表面形变与裂缝，通过多期点云比对，检测毫米级沉降或位移，评估滑坡体、崩塌体稳定性。
5、蓄滞洪区与洪泛区建模
精确刻画微地形起伏（如田埂、道路、房屋），提升洪水淹没模拟精度，准确预测积水深度与范围，支撑人员转移路线规划与财产损失评估。
6、应急灾后快速评估
灾后24小时内可完成受灾区域三维重建，量化滑坡体积、河道堵塞量、房屋损毁数量，为抢险救援与恢复重建提供决策依据。
激光雷达是“天空地水工”体系中“空”基感知的“三维之眼”。它以高精度、穿透性、三维化为核心优势，解决了传统光学遥感和地面测量难以克服的地形盲区问题，为水利行业提供了从宏观流域到微观工程的全尺度空间感知能力。
随着设备小型化、成本降低和AI解译技术成熟，激光雷达正从“高端测绘工具”转变为水利业务常规化、智能化的核心支撑技术，在数字孪生水利和现代水治理体系中扮演着越来越重要的角色。
