無人機航空攝影測量技術(shù)在水利工程測量中的運用思考

朱良澤

摘? 要：隨著我國無人機技術(shù)的不斷成熟，其應(yīng)用范圍不斷擴大，在此背景下發(fā)展出以無人機為飛行平臺的航測技術(shù)。由于這種新型航測技術(shù)具有操作簡單和測量精度高的特點，同時其還能夠?qū)崟r反饋被測區(qū)域的地理空間數(shù)據(jù)，并可以適應(yīng)復雜地形條件下的測量要求，因此無人機航測技術(shù)在水利工程測量工作中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。測量人員要充分了解無人機航測技術(shù)特點，合理確定航測方案，準確把握航測技術(shù)要點，確保航測數(shù)據(jù)全面準確。

關(guān)鍵詞：無人機;水利工程;測量技術(shù)

現(xiàn)如今，在水利建設(shè)工程測量工作中，主要通過人工測量和衛(wèi)星遙感技術(shù)進行測量相關(guān)數(shù)據(jù)，雖然都能為建設(shè)工程提供有效的參考數(shù)據(jù)，但也包含一定的不利因素。

一、無人機航空攝影測量的特點

無人機航空攝影測量的特點包括：第一，快速、高效、機動、靈活。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集手段是要經(jīng)過大量的戶外作業(yè)工作才能完成的，這樣的工作方式導致工作的成本很高，工作的循環(huán)周期相對較長，工作的任務(wù)量相對較大，而無人機航空攝影測量技術(shù)的融入，有效的解決了各種問題，第二，影像的分辨率高，現(xiàn)實性好。當前的無人機航空攝影測量系統(tǒng)搭配了先進的遙感傳感器的CCD數(shù)碼相機，并且相對飛行的高度偏低，可以采集更高分辨率的遙感影像，可以利用在尺寸比例較大，分辨率較高，現(xiàn)實性較高的測量任務(wù)中。第三，系統(tǒng)作業(yè)能力強。無人機航空攝影測量技術(shù)可以應(yīng)用在地形相對復雜或者災(zāi)后現(xiàn)場等一些人力不可及的場所。

二、水利工程測繪中無人機航測外業(yè)流程

2.1像控點布設(shè)要點

在布設(shè)控制點時，需要考慮現(xiàn)場環(huán)境，此項目的測量難度比較大，地形地勢復雜，可能會出現(xiàn)測量的誤差，因此最好選擇1：2000 比例尺進行實地測量，使無人機航測技術(shù)能夠真正發(fā)揮作用。在建設(shè)水利工程時，需要進一步優(yōu)化控制點的布設(shè)方案，在梳理清楚具體實施步驟和流程之后，利用相關(guān)的技術(shù)軟件確定測量的具體區(qū)域，包括Google Earth 等技術(shù)，根據(jù)地勢的起伏和變化，設(shè)置合理的布控點，并標記出來，通常會間隔200m 進行布控，設(shè)計的寬度保持在15cm 左右，從而能及時分辨出地面6cm 以內(nèi)的影像。在進行測量時，會采用多種方法，包括GPS 靜態(tài)測量、RTK 測量、導線測量等，該項目通常會利用GPS 或者導線測量，按照地形地勢的分布，設(shè)置合理的分區(qū)進行布控，并借助自動匹配的方法測量布控點，從而能夠?qū)⒄`差控制在合理范圍內(nèi)，從而得到更加精準、合理的航拍數(shù)據(jù)。

2.2數(shù)據(jù)準備

在飛行作業(yè)技術(shù)后，有必要將機內(nèi)存卡數(shù)據(jù)及時導出，并處理航拍位置和影像等資料，做好數(shù)據(jù)資料的事先準備工作，包括對航向的傾角、偏旋角度及航拍范圍等信息的掌握。并及時將收集的信息進行篩選和對比，從而整合成符合要求的地理影像縮略圖，對標記出的布控點坐標進行確定，在保證整體的信息和位置系統(tǒng)準確無誤的前提下，再對數(shù)據(jù)進行儲存，以便隨時調(diào)出使用。

2.3數(shù)據(jù)計算

在航測成圖前，需要按照旁向重疊度、航片航向的重疊度進行設(shè)計，像片的旋角需保持在6°以內(nèi)，傾角需保持在2°以內(nèi)，這樣才能確保無人機的安全性和穩(wěn)定性，使各方面指標都能達到要求。在拍攝時，通常會使用比傳統(tǒng)航片影像數(shù)量多、像幅較小的小型數(shù)字相機，將其與遙感設(shè)備配套使用。為了快速處理數(shù)據(jù)，并檢查飛行的質(zhì)量以及影像的質(zhì)量，從而在本質(zhì)上達到系統(tǒng)的整體性和快速性的要求，可將快速拼接軟件以及影像自動識別技術(shù)引入其中。進行測繪時，為了提高航測成圖整體的精準度和準確性，有必要合理應(yīng)用航測模塊，使其發(fā)揮作用;在計算數(shù)據(jù)時，需要根據(jù)掌握的實際情況進行測算。通常會按照新建項目、增加控制點、數(shù)據(jù)處理以及數(shù)據(jù)的導出等幾個方面進行作業(yè)。通過構(gòu)建更有效的數(shù)據(jù)參數(shù)，并有針對性地進行數(shù)據(jù)處理，從而確保整體數(shù)據(jù)拍攝的坐標，實現(xiàn)各類數(shù)據(jù)的精準測算，使信息能夠更加有效、合理，從而更好地完成無人機航測的任務(wù)。

2.4遙感影像處理

2.4.1 擬真色衛(wèi)星圖像

由于藍色波段通常不會影響識別目標，可在實際應(yīng)用時，及時對數(shù)據(jù)進行顯示，這也與其散射的特點有關(guān)。擬真色衛(wèi)星圖像處理技術(shù)能夠及時表現(xiàn)出眼睛所看到的影像。紅色和綠色光可轉(zhuǎn)化為藍光波段，這種方式也可以獲取擬真色圖像。

2.4.2正射處理

在工程建設(shè)中遇到比較嚴重的自然災(zāi)害時，為了及時獲得相關(guān)信息、數(shù)據(jù)，需要第一時間掌握現(xiàn)場情況，而通常航拍影像、衛(wèi)星圖像沒有配套的地圖坐標相關(guān)信息，這就會導致對現(xiàn)場情況掌握不全面，因此需要做好對相關(guān)圖像影像的分析工作等。為了實現(xiàn)正射處理的有效性，需要掌握遙感技術(shù)中的快速影像正射技術(shù)，按照現(xiàn)場情況，提前了解GIS 套疊正射地圖。同時，測量人員可利用平臺采集航測數(shù)據(jù)、影像信息，并將數(shù)據(jù)信息錄入平臺中，實現(xiàn)對水利工程項目的立體測圖。

三、無人機航空攝影測量的成果

針對普通全野外采集的數(shù)據(jù)而言，無人機航空攝影測量的產(chǎn)物是4D產(chǎn)物，即：DLG（數(shù)字線畫圖）、DOM（數(shù)字正射影像）、DEM（數(shù)字高程模型）、DRG（數(shù)字柵格圖）等等。

DLG（數(shù)字線畫圖）的作用相當于傳統(tǒng)的地形圖，通過數(shù)字線畫圖生成較高質(zhì)量的數(shù)字高程模型，可以提供測區(qū)的整體起伏情況，針對水利建設(shè)工程而言，可以更加精準更加直觀的計量開挖土方和回填土方，可以作為數(shù)據(jù)源運用到更加精準的水文數(shù)模的建立，同時也可以應(yīng)用在后期對數(shù)據(jù)源的分析和計算上。數(shù)字高程模型和數(shù)字正射影像不僅可以建造三維實景模型，同時也對數(shù)據(jù)成果進行更深層次的加工，建立三維GIS數(shù)據(jù)庫，滿足水利建設(shè)工程規(guī)劃設(shè)計專業(yè)三維協(xié)同設(shè)計的需求。同時也可以對三維實景建模的數(shù)據(jù)進行二次開發(fā)利用，可以實時動態(tài)觀測水庫庫容線曲線，以及分析洪水淹沒的情況、在水庫大壩的承受能力達到峰值的時候進行預(yù)警工作，有效的分析泄洪淹沒的范圍以及動態(tài)變化等等。

四、結(jié)束語

在水利工程建設(shè)管理過程中，對地形地勢的測量過程是非常重要的建設(shè)項目之一，只有及時提供有效的、精準的測量信息，才能為各項工作提供有效的參考資料以及技術(shù)支持，隨著時代科技的不斷發(fā)展，無人機技術(shù)也將越來越成熟，無人機的作用也將越來越大。針對水利建設(shè)工程而言，相關(guān)的技術(shù)人員應(yīng)該熟練掌握無人機的操作方法和使用流程，有效降低測量過程中的誤差，提高測量所得的數(shù)據(jù)有很高的利用價值，將水利建設(shè)工程做到最好。

參考文獻：

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