航空攝影測量技術在水利工程測量中的運用探究

李明曦

（河南省地質礦產勘查開發局第三地質礦產調查院，河南 信陽 464000）

水利工程是一項比較復雜的大型地質水文工程，除卻施工中的復雜流程，它的前期工作就是一個艱巨的任務，測量作業是水利工程前期準備工作中的一個重要流程，本身也是一項高難度的工作。傳統的測量都是通過人工和測量儀器進行的，這種方法經常會耗費大量的人力和物力，而且持續時間比較長，測量精度也不太穩定，尤其是在一些復雜的測量場地中，測量人員時刻都會遇到安全危險，這給測量工作帶來巨大的阻礙。但隨著航空測量技術的發展，水利工程測量逐漸改變了陳舊的測量方式，利用新型的測量技術能有效降低測量難度，減少測量時間，提升測量的精確度，有利于水利工程的快速開展。

1 航空攝影測量技術在我國的發展狀況

我國的攝影測量最早是從20世紀初起步的，當時北洋大學最早使用攝影經緯儀，后來為了測繪地圖，我國逐漸組建了專業的航空測量隊。解放后，航空測繪技術得到迅速發展，并在水利工程中開始得到應用。自20世紀80年代以后，GPS技術開始應用在航空測量工作之中，它使得航空測量更加精準高效，不僅可以縮短測量時間，還能有效減少人力物力的投入，從而減少成本投入，增加經濟效益。到了20世紀90年代，通過航空測量技術，各地區已經可以制作1：10000的地形圖了，可見該項測量技術的重大作用。

2 航空攝影測量技術和GPS測量技術

2.1 航空攝影測量技術

航空攝影測量技術指的是利用飛機上面的航空測量儀器對下面的地形進行連續拍攝，并結合地面控制點的測量坐標分析測量數據，完成測量工作，這項技術的基本原理其實就是投影過程中的幾何翻轉。

2.2 GPS動態測量技術

GPS動態測量技術也就是RTK技術，采用的是高精準度測量法，可以將誤差縮減到厘米級別。運用這種測量技術進行地形的測量，通常需要在地面控制點安置一個GPS接收機，將該點的地理信息轉化成數據，并輸入控制流動站中，變成參數。在此基礎上，衛星的信號就可以實現基準站與流動站的相互傳送，便于控制手薄對傳輸數據及時處理。

2.3 測量地形的一般作業技術

①選擇基準站。基準點的選擇是有位置要求的，它與流動站的距離不能超過10公里，假如超過這個距離，就可能會延長基準站的初始化時間，影響到航空測量的精準度，并且兩者之間的差距越大，這種影響越加明顯。②校準基準站。校準基準站主要有兩種方式，一種是通過基準站對靜態數據進行采集，并在控制手薄中輸入控制點的地理信息，轉化成對應地點的地理參數，以代替其他流動站采集到的地理坐標數據，這種方式適合固定的基準站；另一種則是采集流動站測量的地理數據坐標，這種方式適合不確定位置的基準站。③航空測量要求。為了保證航空測量的質量，在測量過程中，應該注意幾點要求：1）攝影儀器的像片傾斜角不應該超過3°，要對其傾斜度時常加以檢查，一旦發現超出允許范圍，立刻予以糾正。2）為了保證全部測量區的有效測量，當測量儀器像片的重疊度不能滿足限定值的時候，需要通過增加拍攝次數來彌補缺失的地點。3）在航空測量中出現的圖像彎曲狀況，技術人員需要在后期處理中對其糾正，將彎曲度控制在3%以內。4）像片的偏角應該保持在6°以內。④航空攝影過程中的注意點。測量人員在進行內業工作的時候，需要保證測圖控制點的保密性，對其最好實施加密處理。在外業工作的時候，需要注意幾個關鍵點：1）在進行像片控制點的聯測工作時，可以通過一般的測量方法測定基準點的地理坐標。2）對于一些顯著的地貌標志，要使用特定的符號標注出來，對一些新增的但是又比較重要的地標，測繪人員應該用調查中獲悉的名字進行標注。3）在測繪地圖的時候，測繪人員可以采用三種方式，分別是室內測繪、野外測繪或者是二者結合的測繪。

3 航空攝影技術在測量應用中需注意的問題

3.1 注意按照設計圖紙來確定埋石的選點

在測量之前的埋石選點工作，一定要按照設計圖紙來確定，為了實現精準定位，在選擇埋石選點之時，要注意以下幾個問題：①選擇埋石地點，要考慮到交通因素，盡量選擇臨近交通便利的地方，方便以后的操作。②埋石選點一定要注意視野開闊，盡量遠離水域和建筑物，并且還要注意空中阻礙物，確保空中15°范圍內沒有遮擋物。③埋石選點一定要注意時空效應，為后續工作打下一個良好的開頭基礎。

3.2 注意檢校場的布設

我國測量工作的規定要求，航測高度與拍攝區高度應該保持在相同的海拔位置。

3.3 注意航高和攝影比例的確定

為了達到繪制地圖的比例和精度要求，在地形測量中，要盡量采用性能較好的高精度測量儀器，同時要根據實際需求選擇恰當的航攝比。

4 航空攝影測量技術在水利工程測量中的運用

4.1 在工程測量上空設定合理的航線

在水利工程測量中，并不是同一個無人機對施工地點實施拍攝測量，而是有很多架無人機一起完成的，這主要是因為單獨的一架無人機所能運行的時間是短暫的，不可能完成全部的測量工作，針對這種情況，測量人員應該在水利工程測量現場的上空合理設置拍攝航線，確保多個無人機可以實現無縫對接，對施工場地進行全面拍攝，確保兩者不重合不混淆，保證拍攝的精準度和高效化。

4.2 建立測量區域控制網

測量區域控制網就是把需要測量的地形進行標識，規劃出一個控制網，在這個控制網里面建立一個固定的坐標點，再建立一個三維坐標系，然后將代表測量區域的坐標點標注進坐標系之中，以便后期測量工作的參考。在水利工程的測量工作中，測量人員可以利用無人機信息系統，對測量區域進行自動掃描，并標注出合適的坐標點，以此為中心設立控制網。

4.3 在測量區域外面設置控制點

在實際的水利工程測量過程中，為了保證測量范圍的全面性，測量人員一般會在測量區域外面設置一些必需的控制點，讓無人機在工作中把這些控制點也拍攝進來，保證測量邊緣地帶不被遺留下來。

5 結 語

總之，隨著各項科學技術的飛速發展，工程測量技術也越來越發達，當前的水利工程測量也用到了大量的新型技術。將航空攝影測量技術應用在水利工程的測量工作中，能夠有效避免一些野外測量工作的危險，降低測量難度，提升測量精準度，減輕測量成本，有利于水利工程的順利開展。綜合來說，航空攝影測量技術的應用，有效推進了我國測量事業的發展。