低空無人機遙感在水利工程測繪中的應用研究

何龍 苑攀峰

邯鄲市水利水電勘測設計研究院 河北邯鄲 056000

無人機具有靈活、快速、廉價等優勢，可以深入到人們無法進入的位置進行水利工程測繪。隨著技術的發展，低空無人機遙感技術正在變成水利工程測繪工作中的重要手段，可以幫助技術人員充分了解當地的地質情況。

1 低空無人機遙感技術概述

無人機就是無人駕駛的，可遙控或者自動飛行飛行器，其優勢在不同的方面都有體現。利用無人機搭載影像設備，能在很多人力不容易到達的地方錄制影像資料，并且隨著影像技術的提升，很多無人機搭載的影像設備都具備很高的清晰度，能滿足專業影像的大比例、高清晰度的要求。目前，低空無人機遙感技術已經能滿足地形測量拍攝的需要，并且在起降的過程中，并不會有太多的限制條件，無論是穩定性還是經濟性，都比傳統的測繪效果更好。同時，由于項目地點的特殊地貌和氣候條件的影響，多數時候會處在人無法達到的位置，利用無人機進入，能避免出現拍攝死角。同時，很多無人機具有非常強的自動化水平，可以搭載不同的傳感器，利用影像、紅外等方式能作出不同領域的自動化測繪，對地形地物的特征點捕捉更加詳細，對于研究水利工程中各種地形環境的影響設計研究工作順利進行，提供更精確細致的基礎數據依據[1]。

2 無人機在水利工程中的優缺點

2.1 無人機的優勢

使用無人機最直接的優點在于成本非常低，無人機不需要駕駛員，而且是機體的體積比較小，易于運輸和存放。在部署上，具有全天候、全時段作業的優勢，能夠深入危險地區作業，最大幅度上避免了人員傷亡。無人機可以深入到惡劣的飛行環境中，只要程序設計合理、遙控人員穩定，無人機在空中滯留的時間就不會太長。在維護上，無人機依靠自身簡單的構造也有維護成本低的優點，操作人員的訓練成本也比較低，只需要學習一定的理論知識和應用知識就能順利完成對無人機的操控。

2.2 無人機的缺陷

使用無人機進行水利工程影像測繪時，飛行的過程中容易受到其他無電線信號和人員因素的干擾，如果發生比較嚴重的電磁干擾，那么無人機飛行就會產生嚴重的事故。其次，如果需要測量的數據量比較大，或者傳輸系統受到了干擾，無人機的操控系統也會有一定的延遲性，影響救援和測繪的速度。

3 水利工程測繪中的低空無人機遙感技術

3.1 影像獲取技術

在水利工程中發揮作用的飛行設備非常多，包括飛行器平臺、動態差分GPS、光譜成像儀、激光掃描儀、數碼相機等等。無人機設備是在應用中，能夠實現地形測繪的設備多樣化，并且軟件系統也比較豐富，包括圖像處理軟件、GIS系統、飛行系統等等。另一方面，無線網絡通信系統和衛星通信系統也是無人機操控的重要支撐，使用飛行系統可以將設備運送到預定好的位置，并且根據水利工程測繪的需要，針對性地進行拍攝等工作。無人機的飛行系統能對航線進行規劃工作，以及記錄無人機飛行過程中的各方面情況，包括飛行姿態、航程、云臺等等，所有數據都會向地面信息系統同步。地面系統則能夠針對接到的信息數據，對飛行路線優化，以及接收無人機發出的影像資料。

在測繪中的過程中，測繪人員只需要根據水利工程測繪的需求來選擇相關的設備，保證影像的質量并且保證圖像獲取的速度，有效測繪地區的各方面情況。也能確保后期利用這些數據來進行地區測繪，更好的為水利工程設計提供基礎數據支持。

3.2 數據處理技術

對水利工程進行測繪的工作中，無人機會搭載測量型數碼相機，拍攝影像是會出現鏡頭畸變的問題，為了保證圖像的可用性，就需要在拍攝過程中對畸變參數作出調整，以便快速獲得數據信息。在對數據處理的過程中，測繪人員需要對無人機系統影響下的影像資料作出針對性處理，例如統一圖像的色彩和光線，確保影響匹配中的穩定性。并且，測繪人員也要全面、深入把握飛行控制系統的功能和作用，以及準確記錄工程信息數據。

為了提升影像匹配的精確性，可以采用同名點匹配的方式，讓影像匹配的搜索范圍縮小，確保匹配精度。在完成同名點匹配之后，測繪人員就可以根據地區各方面的實際情況，進行自由平網差。之后，再向地圖內加入控制點數據、坐標信息等等，確保精確完成絕對定向。在進行處理的過程中，必須要對測區地面影像做好針對空中的三角測量加密工作，利用地面的控制點，來對地形地貌進行測繪，獲得一系列影像資料，以及獲取項目地點測繪范圍內各個方面的加密點的云數據。

4 低空無人機遙感技術在水利工程測繪中的案例分析

4.1 案例簡介

某地區擁有發達的水利條件，當地政府也針對性地發展水利建設，開發水利資源。在某水電工程位置，周邊有茂盛的植被，較高的山崖陡坡，交通不便人力難以到達，所以給對當地的水利工程測繪造成了非常大的難度。為此，負責人員選擇了低空無人機遙感技術來彌補當地實地勘察的不足[2]。

4.2 項目實施步驟

該項目的過程包括航攝分區、航攝實施、后期影像處理、影像質量檢查、影像再處理。確定采用低空無人機遙感技術后，工作人員針對平均海拔、地貌特征等因素對航攝區域進行了航線部署。

航攝的實施步驟為：無人機根據計劃進入場地，然后進行設備的調試工作。在完成航攝儀的鏈接工作后，在對設備進行通電檢查，排除可能存在的故障。之后為適應現場的地理等情況，以及對水利工程的勘察要求，還要做好正式作業和準備工作，進駐測區之后先完成一段試飛，然后調試影像的航測參數。

5 結語

無人機技術在水利工程中發揮著巨大的作用，通過使用低空無人機遙感技術，能夠對一些特殊地區進行勘察，并且根據低空無人機遙感技術來確定可能造成的水利工程風險。未來仍然需要繼續做好低空無人機遙感技術的開發工作，提高水利工程測繪效率。