無人機攝影測量與RTK在水運工程中應用研究

（湖北省交通規劃設計院股份有限公司，湖北武漢 430051）

無人機攝影測量技術在水運工程中廣泛應用，主要是因其自身靈活性與適應性較強等特點，在水運工程測繪工作環節中發揮著重要作用，降低水運工程測繪工作難度，相關工作人員只需通過無線遙控設備操控無人機，即可快速獲取相關信息數據。并且，所獲得的信息數據準確、可靠，在RTK相結合，保證飛行參數精確度較高，賦予可視化功能，為水運工程整體發展進行全面性指導，滿足水運工程建設與發展要求。

1.無人機攝影測量流程設計

在水運工程勘察工作環節中對無人機攝影測量應用，還需有完善的應用流程，在應用前需對其流程詳細設計，才能保證后續工作有序開展。當然，在無人機攝影工作中，還需有電臺數據相配合，能控制無人機飛行航線，保證在航線范圍內的各項參數均被準確測量。而在實際應用過程中，無人機影像測量技術還需考慮測量區域實況，保證無人機飛行參數準確性，在設計過程中需重點考慮此環節的關鍵性，與RTK技術結合，能在測量過程中實時掌控飛機飛行情況，保證飛行范圍內測量參數精確度。此外，還考慮到整體工作效果，也可與DOM、DEM數據進行疊合操作，在可視化功能條件下展現出三維立體模型，便于水運工程勘察工作全面性開展，也使各項信息數據被合理化應用。

從無人機攝影測量系統設計角度分析，由飛行控制系統、無人機駕駛平臺、地面遙控系統等所組成，整個系統平臺影響著無人機攝影測繪數據準確性與精確性，所包括的數據類別也比較多，如：場地選擇、資料整理、航線分析、攝影質量檢測等。基于此條件下，還需注重無人機攝影測量作業流程設計全面性，要求平行駕駛信息數據精確度要高，能在地面遙控系統運行下，使海量信息數據被搜集、儲存、共享等，以飛行系統控制為基礎，專業化工作人員在地面遙控系統中操控，注重各項信息數據匯總，能保證系統信息數據獲取效率與質量，整體信息資料有較強的可靠性，能為后期工作開展提供有效參數。

2.無人機攝影測量與RTK結合應用

無人機攝影測量與RTK結合應用，其中，RTK是輔助技術，考慮到無人機攝影測量實際要求，測量過程中采用的是普通相機，極易出現圖像畸變情況。對此，還需進一步對相片精確度矯正，要經過高度處理過后才能滿足水運工程測量工作要求[1]。為便于測量工作開展及保證測量工作質量，還需對無人機攝影測量技術與RTK綜合應用，在無人機定位中以RTK輔助技術為核心，能夠全方面、多角度的獲取外方位元素，保證光束形狀影響因子得到有效控制，依據分析結果調整與計算相機內方位原色，使方位元素更清晰，才能避免測量過程中出現圖像畸形情況。

此外，RTK技術在輔助運用過程中能夠準確定位無人機，符合水運工程測量工作要求，整體空間精度明確，在相結合條件下對新技術應用，保證無人機能夠按照預先設定的航線規范飛行。如果在飛行過程中遇到相關因素影響，需對無人機飛行軌跡進行調整，可通過RTK技術進行輔助調整，能為無人機飛行調整提供重要保障與支持。經相關信息數據處理后，能使相片六個外方位元素直接展現，還凸顯出各個相片位置及關系，在空中三角測量中有更便利的條件。

3.無人機攝影測量處理技術

3.1 圖像拼接技術

開展無人機攝影測量工作，其最明顯的測量優勢就在于無人機飛行高度較低、影像分辨率較高。也正因其自身的測量優勢，使其廣泛應用在水運工程勘察工作環節中。同時，所獲得的影像清晰度也比較高，主要是無人機攝影系統中的相機受約束，影像地面覆蓋區域明顯規劃，保證所搜集到的信息數據、影像資料等完整、清晰。基于此情況下，測量區域內的正射影像圖需與多幅圖像相融合，那么在此階段就會應用到圖像拼接技術，也突出圖像拼接技術應用重要性與必要性。

圖像拼接技術，利用計算機圖像學技術、攝像學技術等，把航拍圖像空間對準、匹配，使與所獲得的圖像色差不明顯、不突出。再加上無人機攝影測量技術中的自動識別技術，能夠在測量過程中就完成圖象識別、匹配工作，保證最終獲得到的圖像信息更精準。

此外，對最終所獲得到的圖像資料還需相應處理，主要結合水運工程勘察工作及后續工作開展要求，相關工作人員能對圖像尺度進行轉化，要采用不變特征變換算法方式，在無人機攝影測量圖像中提取到影像特征。此算法的原理是通過不同尺度影像對原始圖像進行高斯差分，能在多尺度空間能提取特征點，能在特征點影響下明確具體的方向與位置[2]。如：圖像縮放、圖像旋轉、光線變化等。當然，也考慮到無人機攝影測量過程中所產生的信息數據量比較大，此方法能夠在短時間內精確特征點而獲取信息影像資料，但也易受其他因素影響，要求匹配過程中避免存在失誤情況，才能保證匹配準確性，在此方面還需引起重視。

3.2 航攝影像空三加密處理技術

因在無人機攝影測量過程中，空間三角測量坐標點與地面空間點位置存在偏差，要保證各項信息數據測量準確性，還需借助基礎條件進行相應處理，能以地面控制點為技術條件，依據計算公式轉換影像定向元素，保證合理化解決測圖控制點坐標數據相關問題。同時，在問題處理過程中，也需考慮空間三角測量所包含的測量方式，能與無人機攝影測量相配合，在數據來源方面就能控制差異性，為后續工作開展降低難度。

如果選擇獨立模型法，要對信息數據進行延時攝影，在此基礎上觀察地面坐標觀測值，代入到計算公式中進行控制點求解，便于分析其坐標方向，保證測量信息數據準確性與可靠性。

如果應用光束法，以無人機攝影測量攝影光速為平差計算單元，觀測值坐標設定為像點坐標，以共線方程計算公式對定向元素控制點坐標進行求解。與其他測量方法相比較，此方法的測量精確度較高，并且在獲得相關信息數據后能及時處理，保證計算結果準確性，再與參數相機進行匹配，能準確掌握不足情況，由人工輔助處理，確保整體效率與質量。

4.無人機攝影測量與RTK在水運工程中應用

考慮水運工程建設要求較高，為對各項工作質量進行全面性管控，還需有相應的信息數據支持，通過應用無人機攝影測量與RTK，在融合應用條件下，借助無人機獲取相關影像資料，在各項資料應用過程中還能考慮到模型平面轉移與數據處理層中的相關問題，依據實況模擬施工，真實有效的觀察到水運工程各項工作實施情況，能對施工方案、施工措施、施工規劃等內容調整，成為重要的數據支撐條件。

此外，還需從水運工程選址、規劃、設計等方面探究，在過程項目建設過程中所包括的影響因素較多，如：地質條件、自然條件、水文條件等，還需積極開展現場勘查工作，能以現場勘查工作為重要前提，能為工程決策制定提供重要依據，并有相應的實施方案與應急措施，保證各項工作進行能有序進行，通過各項工作環節質量提升，才能對水運工程整體發展帶來積極影響。

在無人機攝影測量與RTK綜合應用條件下，保證各項信息數據準確性。并把各項信息數據應用，構建成三維立體模型，便于各單位及工作人員直觀觀察水運工程建設情況，為后續工作奠定良好基礎。

5.結語

從水運工程應用角度分析，能借助無人機攝影測量與RTK及時、準確地獲取到測量區域中的信息數據。再加上DOM、DEM模型數據相配合，構建三維立體模擬結構，在可視化功能下便于工作人員對系統內各項信息數據全面性掌握。同時，三維立體模型能把各項信息數據合理化應用，突出測量信息數據真實性、可靠性，在空間數據處理過程中，也能對三維立體模型進行覆蓋處理，整體技術水平顯著提升，滿足水運工程勘察及測量工作要求。