無人機航空攝影測量技術在水利工程測量中的運用思考

朱良澤

摘? 要：隨著我國無人機技術的不斷成熟，其應用范圍不斷擴大，在此背景下發展出以無人機為飛行平臺的航測技術。由于這種新型航測技術具有操作簡單和測量精度高的特點，同時其還能夠實時反饋被測區域的地理空間數據，并可以適應復雜地形條件下的測量要求，因此無人機航測技術在水利工程測量工作中得到了越來越廣泛的應用。測量人員要充分了解無人機航測技術特點，合理確定航測方案，準確把握航測技術要點，確保航測數據全面準確。

關鍵詞：無人機;水利工程;測量技術

現如今，在水利建設工程測量工作中，主要通過人工測量和衛星遙感技術進行測量相關數據，雖然都能為建設工程提供有效的參考數據，但也包含一定的不利因素。

一、無人機航空攝影測量的特點

無人機航空攝影測量的特點包括：第一，快速、高效、機動、靈活。傳統的數據采集手段是要經過大量的戶外作業工作才能完成的，這樣的工作方式導致工作的成本很高，工作的循環周期相對較長，工作的任務量相對較大，而無人機航空攝影測量技術的融入，有效的解決了各種問題，第二，影像的分辨率高，現實性好。當前的無人機航空攝影測量系統搭配了先進的遙感傳感器的CCD數碼相機，并且相對飛行的高度偏低，可以采集更高分辨率的遙感影像，可以利用在尺寸比例較大，分辨率較高，現實性較高的測量任務中。第三，系統作業能力強。無人機航空攝影測量技術可以應用在地形相對復雜或者災后現場等一些人力不可及的場所。

二、水利工程測繪中無人機航測外業流程

2.1像控點布設要點

在布設控制點時，需要考慮現場環境，此項目的測量難度比較大，地形地勢復雜，可能會出現測量的誤差，因此最好選擇1：2000 比例尺進行實地測量，使無人機航測技術能夠真正發揮作用。在建設水利工程時，需要進一步優化控制點的布設方案，在梳理清楚具體實施步驟和流程之后，利用相關的技術軟件確定測量的具體區域，包括Google Earth 等技術，根據地勢的起伏和變化，設置合理的布控點，并標記出來，通常會間隔200m 進行布控，設計的寬度保持在15cm 左右，從而能及時分辨出地面6cm 以內的影像。在進行測量時，會采用多種方法，包括GPS 靜態測量、RTK 測量、導線測量等，該項目通常會利用GPS 或者導線測量，按照地形地勢的分布，設置合理的分區進行布控，并借助自動匹配的方法測量布控點，從而能夠將誤差控制在合理范圍內，從而得到更加精準、合理的航拍數據。

2.2數據準備

在飛行作業技術后，有必要將機內存卡數據及時導出，并處理航拍位置和影像等資料，做好數據資料的事先準備工作，包括對航向的傾角、偏旋角度及航拍范圍等信息的掌握。并及時將收集的信息進行篩選和對比，從而整合成符合要求的地理影像縮略圖，對標記出的布控點坐標進行確定，在保證整體的信息和位置系統準確無誤的前提下，再對數據進行儲存，以便隨時調出使用。

2.3數據計算

在航測成圖前，需要按照旁向重疊度、航片航向的重疊度進行設計，像片的旋角需保持在6°以內，傾角需保持在2°以內，這樣才能確保無人機的安全性和穩定性，使各方面指標都能達到要求。在拍攝時，通常會使用比傳統航片影像數量多、像幅較小的小型數字相機，將其與遙感設備配套使用。為了快速處理數據，并檢查飛行的質量以及影像的質量，從而在本質上達到系統的整體性和快速性的要求，可將快速拼接軟件以及影像自動識別技術引入其中。進行測繪時，為了提高航測成圖整體的精準度和準確性，有必要合理應用航測模塊，使其發揮作用;在計算數據時，需要根據掌握的實際情況進行測算。通常會按照新建項目、增加控制點、數據處理以及數據的導出等幾個方面進行作業。通過構建更有效的數據參數，并有針對性地進行數據處理，從而確保整體數據拍攝的坐標，實現各類數據的精準測算，使信息能夠更加有效、合理，從而更好地完成無人機航測的任務。

2.4遙感影像處理

2.4.1 擬真色衛星圖像

由于藍色波段通常不會影響識別目標，可在實際應用時，及時對數據進行顯示，這也與其散射的特點有關。擬真色衛星圖像處理技術能夠及時表現出眼睛所看到的影像。紅色和綠色光可轉化為藍光波段，這種方式也可以獲取擬真色圖像。

2.4.2正射處理

在工程建設中遇到比較嚴重的自然災害時，為了及時獲得相關信息、數據，需要第一時間掌握現場情況，而通常航拍影像、衛星圖像沒有配套的地圖坐標相關信息，這就會導致對現場情況掌握不全面，因此需要做好對相關圖像影像的分析工作等。為了實現正射處理的有效性，需要掌握遙感技術中的快速影像正射技術，按照現場情況，提前了解GIS 套疊正射地圖。同時，測量人員可利用平臺采集航測數據、影像信息，并將數據信息錄入平臺中，實現對水利工程項目的立體測圖。

三、無人機航空攝影測量的成果

針對普通全野外采集的數據而言，無人機航空攝影測量的產物是4D產物，即：DLG（數字線畫圖）、DOM（數字正射影像）、DEM（數字高程模型）、DRG（數字柵格圖）等等。

DLG（數字線畫圖）的作用相當于傳統的地形圖，通過數字線畫圖生成較高質量的數字高程模型，可以提供測區的整體起伏情況，針對水利建設工程而言，可以更加精準更加直觀的計量開挖土方和回填土方，可以作為數據源運用到更加精準的水文數模的建立，同時也可以應用在后期對數據源的分析和計算上。數字高程模型和數字正射影像不僅可以建造三維實景模型，同時也對數據成果進行更深層次的加工，建立三維GIS數據庫，滿足水利建設工程規劃設計專業三維協同設計的需求。同時也可以對三維實景建模的數據進行二次開發利用，可以實時動態觀測水庫庫容線曲線，以及分析洪水淹沒的情況、在水庫大壩的承受能力達到峰值的時候進行預警工作，有效的分析泄洪淹沒的范圍以及動態變化等等。

四、結束語

在水利工程建設管理過程中，對地形地勢的測量過程是非常重要的建設項目之一，只有及時提供有效的、精準的測量信息，才能為各項工作提供有效的參考資料以及技術支持，隨著時代科技的不斷發展，無人機技術也將越來越成熟，無人機的作用也將越來越大。針對水利建設工程而言，相關的技術人員應該熟練掌握無人機的操作方法和使用流程，有效降低測量過程中的誤差，提高測量所得的數據有很高的利用價值，將水利建設工程做到最好。

參考文獻：

[1]朱勇.試論無人機低空攝影測量技術在水利工程測量中的應用[J].城市建筑，2019，16（17）：161-162.

[2]黎瑾慧，王雪平.無人機航空攝影測量技術在水利工程中的應用分析[J].門窗，2019（04）：120+122.