無人機航拍在油田地面工程測量中的應用

楊逸若

（中油遼河工程有限公司，遼寧 盤錦 124010）

一、概述

隨著無人機航拍技術的不斷成熟與發展，利用無人機航拍影像制作大面積區域地形圖已經成為主流技術。我工程公司近年來也在大力開展無人機航拍技術，并在2013年和2014年對遼河油田曙光區塊進行了無人機航拍，測區面積達75km2，無人機航拍解決了遼河油區夏季的葦塘，人員無法深入，安全無力保障，常規測量作業無法開展的種種問題，為建設數字化油田提供了有力保障。

二、無人機航拍的技術優勢

1 數據獲取時效短

傳統高分辨率衛星遙感數據一般會面臨兩個問題，第一是存檔數據時效性差；第二是編程拍攝可以得到最新的影像，但一般時間較長，同樣時效性相對也不高。無人機航拍則可以很好地解決這一難題，工作組可隨時出發，隨時拍攝。

2 續航時間長、覆蓋面積廣

固定翼無人機具有航時長、載荷大等特點，所以固定翼無人機航拍一般應用于作業范圍比較大的地方。

3 拍攝成本低

采用無人飛機航空攝影總成本約4萬～5萬，很好的解決了一些應用領域如帶狀區域圖面積小而開支大的難題。

4 GPS定位精準度高、操控系統穩定性強

無人機航攝不受航高限制，成像質量、精度都遠遠高于大飛機航拍，我國疆地遼闊，地利和氣候條件復雜，很多區域常年受積雪、云層等因素影響，導致衛星遙感數據的采集受一定限制。無人飛機的靈活性恰好解決了這些限制，幾乎不存在受限區（除國家禁飛區外）。

三、無人機航拍系統的組成

1 無人機

無人機的體型一般都比較小巧，在空中的運作方式主要依靠程序員對計算機的操控。無人機在上空飛行時，其工作參數如下：在空中進行飛行的時間一般是兩個小時；巡航速度達到100km/h；最大的承載力是在3.5G；在空中最大的飛行高度是3000m；起飛時不受到阻攔滑跑的距離是在60m；在降落時不受到阻攔的滑跑距離是在150m。

2 數碼攝影相機

目前在無人機上使用的數碼相機主要是佳能EOS450D，無人機上的數碼攝像機的相片參數是寬度為4272mm，長度為2848mm。

三、無人機航拍的主要工作

1 航帶的規劃設計

無人機在空中飛行的時間一般是在兩個小時左右，因此在較大面積航拍時，航帶的規劃設計就顯得尤其重要。本次工程測區面積達75 km2，在測區內規劃好適當的飛行航帶后，就可以將無人機起降的位置設計成兩個飛行架次。當一架無人機拍攝完成了坐標上的前一部分航帶飛行后，返回基地進行補給；另一架再將剩余的飛行航帶完成，這樣就可以獲得整個測區的影像數據。

2 首級控制網的建立

本次工程需要在測區內重新建立首級控制網。首級控制網的建立是根據測區的大小，布設適當密度的GPS控制點，點位布設要均勻，根據本次測量需求，在各控制點上獲取準確得WGS84坐標和北京54坐標，以便用于后期的像控處理。

3 像控點的布設

在測區內必須選擇影像清晰并且能夠比較容易判斷方位的地方布設像控點。在實地上找到像控點的位置，用GPSRTK施測點后應立即在像片中刺點并繪制草圖。遇到衛星遮擋信號的情況，可在像控點附近開闊的地帶施測兩個圖根點，用全站儀極坐標法測量像控點的位置。

4 空中三角測量

根據外業像片控制測量的成果，采用數字攝影測量系統，利用空三處理軟件手動進行采集控制點，對于個別超限差的點，在進行人工干預剔除或修測粗差點后，再進行整體計算，最后獲得空三加密成果。對生成的空三加密成果進行相關質量控制以達到精度要求。

5 野外像片調繪

本次工程采用的先室內判繪，后野外檢查補繪的辦法來完成的。在外業調繪中要根據測區地物、地貌，對成圖的作用、地物的相對密度以及測區地形的特點來進行適當地綜合取舍。以前需要到實地調查的才能獲得的數據，現在通過影像判讀方法就可以獲得很多地物的性質和特點，這對于加快油田地面建設、節省外業工作時間、減輕勞動強度、節約測量成本都具有現實意義。

6 數字地形圖的繪制

根據外業調繪成果和立體測圖的數據，對矢量數據進行編輯，保存分層建庫的數據，再進行數字地形圖編輯，最后提交1:1000數字地形圖的成果。

結語

采用無人機航拍技術進行油田地面工程測量，在測區內拍攝出來的影像具有客觀、真實、準確等特點，且采用無人機航拍，還具有速度快、成本低的技術優勢，獲取的影像數據可以應用到油田的各項建設中去。同時，對我工程公司將要利用無人機航拍進行長輸管道工程測量提供了有力支持。

[1]蘇國立，吳航.全數字攝影測量在管道勘察中的應用[J].石油規劃設計，2005，11（06）：27-29.