無人機航測在水利工程測量中的應用

田思山

摘要：科學技術的快速發展使得我國整體經濟建設有了更大的發展空間，使得我國快速進入現代化發展階段。隨著無人機技術的快速發展，其已經被廣泛應用于各個行業。其中無人機航測技術在水利工程測量方面取得很好的效果。

關鍵詞：無人機航測；水利工程測量；應用

我國經濟的發展離不開各行業的大力支持和國家政策的扶持，尤其是近年來我國科技的快速發展使得我國整體經濟建設又上了一個新的臺階。水利工程測量主要包括地形測量、縱橫斷面測量、平面高程控制測量、定線放線測量及形狀變化測量等。山區水利工程，云層偏低、地形復雜，傳統的衛星遙感和光學測量不能進行準確的測定，平原地區的水利工程采用傳統方法測量的準確性較高。而利用無人機航測技術可大大降低人力物力的投資，同時無人機具有云下作業功能，所拍攝的影像分辨率較高，極大的提高平原、山區及云層較厚條件下水利測量的效率。

1水利工程勘測中無人機航測應用優勢

無人機航測技術在不斷發展，并在諸多領域中都得到廣泛的應用，取得了顯著的效果。無人機航測具有類型多、功能全面、效率高等優勢。無人機對起飛的地點沒有過多的要求，所以無需專業的起飛跑道，只需要一小塊平整的土地就可以起飛進入測繪工作，具有快速起飛的性能，在測繪過程中也可以有效發揮應急功能。當外部環境發生變化時，無人機航測可以不受影響正常起飛和降落。航測無人機體積小，能夠在復雜的環境下實現正常的飛行，飛行測繪過程中無人機所拍攝的影像十分清晰，無需再次對影像加工處理，這在很大程度上提高了水利測繪的效率和質量。無人機可實現自動勘測工作，保證測繪的安全性。無人機航測可以在一定程度上節省資金成本，在飛行高度1000m以下的水利測繪工作中，無人機起飛和降落的過程中都不需要消耗過多的能源成本，同時還可以在很大程度上減少活動周期。所以，無人機航測可以有效保證測繪的科學性和安全性。

2無人機水利工程測量應用

2.1無人機航測外業流程

無人機航拍作業的流程為：控點布設-航線設計-飛行作業，無人機最大的益處就是能夠解決人為誤差，因為人在控點布設的時候存在著一定的誤差。在進行無人機航測時首先要確定使用多大的比例尺來進行測量工作。然后可以使用GoogleEarth軟件來進行精準定位，在每段合適的距離處設置一定的控制點位。布控點的確定一定要結合當地的地勢環境進行合理的分析，一般使用的方法有導線測量、空中三角測量、GPS靜態測量、RTK測量等，在實際開展測量過程中要結合實際的環境選擇最合適的測量方法。然后在無人機航線的設計方面，需要把很多因素考慮，比如地面分辨率、旁向重疊度、航向重疊度、分區高差、飛行高度、飛行路程、飛行安全等等，因此在進行飛行前可以手動或者自動調試好飛行器攝像頭的焦距。根據不同的地勢環境和項目需求，這些參數的設置要經過計算和驗證之后再進行設置。

2.2數據準備

首先數據準備階段，將飛行結束后的機內存卡數據導出，要重點調整航向旁向的傾角、偏旋角度、航拍范圍信息，對航拍位置和影像進行系統處理，包含旁向傾角、航向傾角、拍攝時間、拍攝位置等信息，將收集的影像數據進行對比并加以整合，建立相應的地理位置影像縮略圖，設計控點布設點并對相應的影像進行標記，確定獨立的坐標位置。確定信息的姿態和位置系統（positionandorientationsystem，POS）信息準確無誤后，可進行存儲備用。

2.3數據解算

數據解算是無人機航測內業處理中最重要的環節，數據解算是否正確、合理、精準，將直接對水利工程勘測工作的質量和效率產生影響，甚至對整個水利工程產生影響。因此，技術人員在數據解算環節中，應該嚴格保證數據解算的精準、合理。在數據解算過程中，首先，要新建項目，將數據等導入到新建項目中，進而進行數據處理，修改圖像坐標系等，使得所有的航拍影像能夠匹配到其位置信息。再根據相機檢校參數對軟件的參數信息進行修改，以此來達到數據處理最優化。其次，要打開控制點編輯器，選擇控制點坐標系，尋找測區合適的坐標系，然后將外業完成布設的像控點數據進行導入，同時在平面編輯器對每一個像控點所在的航拍進行標記。再次，要對所有的數據進行處理，第一步初始化處理，而后根據初始化處理結果進一步進行精細化處理，通過調整每一個像控點的控點位置，再次進行數據處理，直到數據處理能夠使得像控點的精度達到工作要求。在數據處理完成后，還需要使用檢查點也對數據處理進行檢查，檢查通過后，才算完成必須的本地數據處理任務。最后，對數據進行導出工作。

2.4其他的數據算法

單歷元解算方案是在20世紀末提出來的一種算法。該算法的核心思想是：首先，觀測者需要利用現有的技術加強對于GPS點的近似坐標的確定，定位誤差一定要在±2m意外。其次，進行基本的衛星星座選擇。在此過程中，一般采用PODP值最小、幾何形狀最好的4顆衛星，利用雙差分方程計算相關坐標。第三，根據以上計算的坐標計算所有衛星的模糊函數值，然后進行篩選，構建新的模糊搜索空間。第四，在構造的模糊度搜索空間中，采用雙差分方程和最小二乘估計方法計算殘差平方和。最后用F檢驗確定模糊度。

3結語

簡而言之，無人機航測在水利工程測量中已經取得了很大的發展，為水利測量做出了重要的貢獻，但是在實際開展工作的過程中，很多參數的設定需要結合現場的環境進行實際調試，另一方面無人機航測還存在一定的問題，這些問題的解決有助于促進無人機航測進一步發展，更好地服務于水利工程的測量。

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（作者單位：山東潤地測繪地理信息有限公司）