無人機低空航攝在農田水利工程測繪中的應用

徐小紅

(南京瞰景威爾奇空間技術有限公司，江蘇 南京 210000)

引言

水利工程是社會生產生活的重要基礎設施之一，在調蓄水源、農業灌溉、調水供水、調節微氣候等方面發揮著不可替代的關鍵作用。無人機低空航攝作為水利工程測繪實踐中的重要技術方法，其應用優勢極為突出，要不斷強化其應用流程與技術控制，切實保障水利工程測繪工作的實效性。

1 無人機低空航攝概述

無人機低空航攝是科技發展的產物，該技術主要使用無人機、遙感技術、傳感裝置、全球信息導航以及智能通訊等技術。在測繪工作中可以自動獲取實際地形信息，同時對土地資源、地理環境、空間信息等數據信息開展智能化分析[1]。如，地震檢測與遙感信息的綜合分析、3D建模與處理技術，技術主要優勢在于能夠低空飛行，利用航空攝影與衛星定位等技術進行測繪，可以在云層遮蔽區域保障測繪工作的數據準確性。數字相機作為信息傳感裝置主要負責采集地面數據信息，同時能夠保障攝影質量以及高清分辨率。無人機低空航攝技術具備良好的機動性能以及較強的環境適應性能，可以使用相對簡單便捷的控制操作裝置對無人機進行航線設計、影像拍攝等操作，即使在相對較差的惡劣天氣環境下依然能夠保持良好的測繪質量。

無人機低空航攝技術中的地面控制平臺能夠將飛行系統、遠程操控、無線通訊等技術整合使用。目前的無人機低空航攝技術能夠有效應用于不同行業領域，無人機搭載遙感裝置能夠及時校正運行地面數據與影像信息，數據檢驗與三維建模等技術加強了無人機測繪信息精準性；同時，無人機低空航攝在時間和空間上做出突破，在地形多變、地貌復雜的測繪地區依然能夠有效開展測繪工作，全面細化測繪數據信息，高度契合農田水利項目測繪需求。

2 無人機低空航攝技術優勢

2.1 時效性強

如今，隨著建設步伐加快，農田水利項目建設節奏也隨之加快，而無人機低空航攝技術能夠有效開展長時間連續測繪，且在高強度測繪作業下依舊保持良好的測繪質量，具有極好的時效性[2]。無人機低空航攝在實際測繪中使用互聯網技術、大數據、人工智能、衛星遙感等先進科技，可以高效應用在水質勘察、地質檢測、水源環境變化等技術領域，將測繪到的數據資源進行數字信息化上傳至綜合管理平臺，從而大幅度增強農田水利項目測繪效果。

2.2 影像分辨率高

現代化社會背景下科學技術發展創新速度迅猛，可以為無人機低空航攝在先進技術與應用設備方面提供高效保障，使得農田水利項目測繪中獲得的影像資源數據相對以往更加精確，圖像分辨率大大提高。同時，無人機低空航攝能夠在低空位置進行飛行航拍，增強了測繪工作的靈敏性以及機動性，使拍攝地面信息影像清晰程度加強，為農田水利項目實際建設提供了高質量的測繪信息，滿足現代化建設對于農田水利項目測繪的新需求。

2.3 技術適應性高

無人機低空航攝具備較高的適用性能。無人機低空航攝在大風雨雪等相對惡劣的天氣條件下依舊能夠有效測繪，對于作業環境要求不高，且在時間和空間下做出重大突破，操作時間較為自由，操作空間比較寬松[3]。無人機低空航攝實際操作要求相對簡潔方便，不需要高規模的專業技術，測繪人員在適當的培訓鍛煉后即可操作，人員使用性良好。低空飛行航攝采集到的影像信息能夠更加精準，且適應地形復雜的測繪工程，地理適用性極佳。此外，無人機低空航攝與傳統人工測繪相比，能夠有效減少工程投資成本。

2.4 功能齊全

農田水利項目測繪中使用無人機低空航攝技術，可以使用數字相機拍攝出分辨率效果極好的信息化影像，同時能夠滿足部分測繪工程對特殊測繪目標進行航攝的需求，如需要無人機配置不同波段傳感器對測繪場地開展全面攝影的需求。同時，無人機低空航攝能夠對航攝信息在前期進行相對簡單的校正處理工作，提高測繪效率。

3 無人機低空航攝在農田水利項目測繪中的主要應用

3.1 地質信息勘察

無人機低空航攝進行農田水利項目測繪時能夠解決地貌復雜等問題，相比于傳統地質勘測更有助于測繪工作進行，同時保障勘測工作的高效率性和高質量性。傳統模式下的地質勘察已經無法適應新時代發展對測繪工作提出的新要求，地質勘查質量不能得到有效保障[4]。山崩、山體滑坡等自然災害形成原因有很多，而地質結構的復雜多樣化導致傳統模式的地質勘察工作無法保證信息數據的有效性和準確性。無人機低空航攝操作方法簡潔方便，對于勘測人員的安全性大幅度提高，且使用價格相對低廉，能夠對地質環境展開實時動態分析檢測，捕捉監測地區地質變化，同時針對具體變化做出對應政策，滿足地質勘察要求。依據勘查采集到的信息資源，水利部門能夠快速分析出農田水利項目建設中存在的地質隱患，從而制定合理科學的應對防護措施。

3.2 農田水利項目測量

在對農田水利項目開展測繪工作時，需要進行低空控制測量、地貌形變測量、地表和地下測量、縱橫切割面測量等，對地平面以及經緯度測量工作能夠有效滿足地形低凹農田水利項目測繪需求。但是在山區地帶進行農田水利項目測繪時，由于地形地貌復雜，傳統測繪模式和衛星反饋技術難以保障數據信息準確性。而無人機低空航攝對于無人機飛行基礎條件需求降低，無人機操控人員能夠在指定區域進行安全測繪，降低人工勞動力，保障測繪人員安全。此外，無人機低空航攝技術主要航攝高度在1000m以下，能夠拍攝到的圖像信息分辨率極高，有效加強山區地帶農田水利項目測繪工作實施。無人機低空航攝中的畫面穩定系統、自動校準等軟件和系統的使用，能夠自動檢測航攝數據，并實時進行校驗調整。

3.3 工程管理監測

農田水利項目建設工程是任務艱難的地質建設工程，完善科學的工程項目不僅需要良好的基礎建設工作，同時還需要保證工程設計標準和規范化施工，否則可能會對水利工程的持續適用性以及水利項目的使用安全造成嚴重影響[5]。甚至威脅到周圍居民的生命財產安全以及自然環境平衡。無人機低空航攝能夠有效監測水庫中的水資源使用情況，對水利項目的建筑質量進行全面檢測，如果在測繪期間發現問題，能夠及時將問題區域以高分辨率的數字化影像反饋給測繪部門，起到危險預警以及檢測作用。

4 無人機低空航攝在農田水利工程測繪中的操作分析

4.1 遙感影像處理

無人機低空航攝大部分情況下需要使用到無人遙感技術，以此針對測繪數據進行采集分析處理，具體測繪時，需要結合不同問題采取針對性調整舉措，避免各種問題發生。擬真顏色衛星影像。藍色波段具有發散特質，對測繪監測目標不會出現顯著影響，衛星不會對藍色波段攝影圖像掛載。這種情況在實際農田水利項目測繪中可以有效實現測繪信息以及數據交付。擬真顏色衛星影像處理技術能夠將對應的視覺效果有效呈現出來。在實踐操作中能夠發現綠色光和紅色光之間的關聯關系，可以用來對藍色光波段進行轉化，這種方式可以獲得擬真顏色影像災害識別。

在地貌地形等因素影響下，農田水利項目部分地區可能會在外界因素作用下發生自然災害，遙感影像技術使用專業性高的自動識別技術以及職能分析技術，可以對農田水利項目實際問題進行針對化智能化識別分析，從而大幅度降低自然災害發生所造成的破壞性，加強水利人員安全性[6]。同時建立自然災害大數據分析平臺，促進農田水利項目安全問題分析研究。因此，衛星影像中需要增加職能識別技術，當測繪區域出現不正常的水源流動以及環境短時間內變化程度較大等問題時，智能識別技術就可以在測繪時對采集數據進行分析判斷，從而預判屬于哪種自然災害，降低人為判斷失誤現象發生概率。

衛星影像和航攝信息沒有記載地理位置、經緯度坐標等信息，在實際應用中如果出現危害程度大的自然災害，有關部門需要及時掌握具體的信息資料，針對實際問題實施具體應對舉措，因此需要加強影像正射技術。測繪部門可以使用GIS套合正射地圖，同時結合影像急速正射技術有效解決上述問題，發揮出自身的先進技術優勢。

4.2 無人機低空航攝外部作業處理

無人機低空航攝技術在實際操作中主要流程：進行點位控制預設，對無人機飛行航線進行設計，依照方案開展無人機航攝。在點位控制預設過程中，需要用無人機技術對點位進行系統化設置，確保點位之間合理標準，實際測繪工程多數開展在地貌復雜區域，人工測繪開展難度極高，且對于測繪數據精確性、實時性，以及測繪人員的工作安全性方面難以保障。無人機低空航攝優勢巨大，在實際測繪中使用比例縮放的方法對測繪區域進行數據構制，使用全球定位系統對農田水利項目實際位置精準定位。

無人機航線設計需要設計人員具備極高的專業能力，同時在航線設計中嚴格遵守行業規范，設計人員還需要實際結合農田水利項目測繪方案的需求，無人機質量數據、機身搭載拍攝設備參數等信息，綜合考量后制定科學有效的無人機飛行航線、飛行高度、攝影角度、轉角路線等。如，無人機低空航攝如果使用A7RII型號定焦相機進行低空測繪，那么圖像信息與真實信息之間比例可以達到1∶2000，無人機飛行高度通常設置在360m左右，同時對飛行航線進行合理設置，加強數據準確性和采集全面性。為保證農田水利項目測繪信息的全面性，通常需要將無人機飛行方向重疊度維持在50%。此外，無人機飛行時還需要保障飛行線路安全。

4.3 無人機航攝信息精確度

無人機低空航攝技術能夠有效增強農田水利項目測繪質量，提高測繪數據的精確程度。不同類型的農田水利項目實際建設的地理環境不同，導致無人機航攝監測對象種類差異性較大，包括山區、平原、低洼盆地、沼澤等地區，且部分地域對于人工作業存在較大的人員安全危險。使用無人機低空航攝可以有效解決以上問題，為測繪影像的數據真實性與人員安全提供保障，同時降低人工測繪應用成本。

4.4 數據準備以及數據計算

無人機低空航攝飛行后，有關人員需要對無人機姿勢以及位置進行后期處理，即根據拍攝圖像的方向、所在位置、拍攝角度等進行圖像信息優化調整，使得圖像信息符合測繪需求，同時依照圖像信息資源開展數據準備和數據處理工作，從而制定出準確性和完整性極高的地理圖像，幫助測繪人員進行點位控制預設，加強數據信息的實際使用價值。

數據計算需要進行4步操作，分別是數據信息導出、數據信息處理、控制點位設置以及項目建設。相關人員需要將獲取的影像資源以及數據信息配置到方案設計坐標點位，同時將所有數據信息進行綜合匹配，針對其中對應數據開展處理計算工作，使其在處理過后能夠有效應用到實際工程中。

4.5 無人機低空航攝注意事項

無人機低空航攝技術應用時，測繪人員需要根據實際測繪情況進行分析，選擇合理契合的無人機設備、搭載拍攝相機型號等，確保無人機航攝影像分辨率和清晰性良好[7]。同時無人機在飛行中可能會受到無人機設備重量、低空飛行路線以及無人機飛行時間等因素影響，造成數據信息傳遞出現誤差，而數據誤差會導致圖像模糊、形變等，進一步影響數據3D建模工作，因此需要確保無人機低空航攝使用設備的整體適配性以及合理性。

5 結束語

在農田水利項目測繪工程中高效使用無人機低空航攝技術具備重要作用，能夠有效提升工程測繪效率，減少人工測繪弊端，同時提升測繪影像質量，提高數據精確度，充分發揮出無人機技術測繪效率高、使用價格低、操作簡單等優點。因此，無人機低空航攝在農田水利項目中得到廣泛應用，推動農田水利建設行業健康發展。