無人機低空攝影測量技術在水電工程測繪的應用研究

焦淑艷

(四川中水成勘院測繪工程有限責任公司， 四川 成都 610072)

無人機低空攝影測量技術在水電工程測繪的應用研究

焦淑艷

(四川中水成勘院測繪工程有限責任公司， 四川 成都 610072)

無人機低空攝影測量技術在水電工程測繪的應用，能夠有效提升水電工程測繪的工作效率，對水電工程的長遠發展，具有重要作用。本文在對無人機低空攝影測量技術進行簡單介紹的基礎上，重點闡述了無人機低空攝影測量技術在水電工程測繪的應用，并結合無人機低空攝影測量技術在水電工程測繪的應用案例，分析了無人機低空攝影技術在應用過程中的工作內容，以期為相關人士提供借鑒。

無人機低空攝影；水電工程；工程測繪

0 前言

隨著社會經濟的不斷發展和生產力的進一步提高，無人機低空攝影測量技術憑借其起落靈活、可靠性高和作業成本低的優勢，被廣泛應用于各個領域，尤其在水電工程領域的應用最為廣泛。無人機低空攝影測量技術在水電工測繪中的有效應用，極大提升了測繪的效率和精準度，具有良好的應用效果。為此，應不斷對無人機低空攝影測量技術進行優化，使其更好地為水電工程的測繪工作服務。

1 無人機低空攝影測量技術簡介

無人機低空攝影測量系統包括低空攝影系統、地面控制系統和數據處理系統。其中，低空攝影系統主要由飛行平臺、自動駕駛儀和數碼相機構成，負責執行低空攝影和測量的工作。地面控制系統主要由地面運輸系統、無人機地面控制設備和數據接收和交換器構成，主要負責對無人機的全面控制和對無人機發射信號的接收工作。數據處理系統主要負責對低空攝影前期的航線制定工作和對接收無人機數據信號的處理工作。無人機低空攝影測量技術的工作流程為：首先，運用數據處理系統制定低空攝影的航線，然后應用地面控制系統控制無人機進行低空攝影，并將所拍攝到的數據及時發送給地面控制系統，實現數據的接收和交換，最后，由數據管理系統對低空攝影的數據進行處理和分析，確定是否需要補拍，由此完整完成無人機低空攝影測量的工作流程[1]。

2 無人機低空攝影測量技術在水電工程測繪的應用

（一）作業準備階段

首先，要依據水電工程測繪的實際需求，合理選擇無人機低空攝影設備的型號。然后，搜集和整理水電工程測繪項目的相關資料，做到對測繪項目的要求了然于胸，對于資料中不符合無人機低空攝影測量技術要求的，要予以實時調整。最后，要對無人機低空攝影測量的作業場地進行勘察，根據場地特點，合理規劃航線，并對無人機進行全面的檢查，確保其安全性能，從而為測量工作奠定良好基礎[2]。

（二）外業實施階段

首先，要對無人機低空攝影設備的相關參數進行設定，使無人機能夠進行現場的實際測量。然后，對無人機低空攝影的質量進行檢查，如果在檢查中發現低空攝影結果存在漏洞，則應重新設計航線和無人機低空攝影設備的相關參數，進行補拍工作。如果檢查結果不存在漏洞，則可以對低空攝影的結果進行相關處理，從而完成低空攝影測量的輔助工作。最后，依據低空攝影攝像點的分布位置，對其進行測量和記錄，同時，要依據修正畸變差后的影像數據，對攝像點的位置進行測量、修正和記錄，確保外業記錄的準確性，為精確處理內業數據做好鋪墊。

（三）內業數據處理階段

首先要對低空攝影的測量數據進行加密處理，確保數據的保密性。然后，利用數字高程模型和數字正攝影數據集生成無人機低空攝影的模型，并對生成的模型進行質量檢測，同時要確保數據輸出結果的真實性，之后進行數字規劃地圖的成果輸出，最后，整理內業數據處理階段的所有數據資料并檢查內業數據處理的各個流程，確保準確無誤后，提交測量結果。

3 無人機低空攝影測量技術在水電工程測繪的應用案例

（一）工程概述

本次案例采用無人機低空攝影測量技術對某水電站進行測繪，該水電站高1900米，最低海拔和最高海拔相差300米，測量區域的總面積為5.4km2,采用生成數字高程模型、數字正攝影數據集和數字規劃地圖的方式，對其進行測繪。

（二）準備階段

首先要依據測量區域的特點，選擇合適的無人機低空攝影測量設備。本次測量所選用的無人機是安全性能較好的衛星固定翼無人機，低空攝影設備選用的是佳能EOS450D單反相機。然后，要合理規劃設計低空攝影的路線。本次測量選用的低空攝影設備自帶遙感系統，能夠依據測量區域內的地理情況、場地情況和攝影的分辨率，自行規劃攝影路線，共設計 11條低空攝影線路。最后，要對無人機低空攝影測量區域進行實地勘測，排除可能影響拍攝結果的干擾因素，確保拍攝工作的順利。

（三）外業實施階段

首先，由于無人機低空攝影測量設備類型多種多樣，因此要合理規劃攝像點的分布位置，同時根據低空攝影控制點基線數跨度對攝像點的分布密度進行估算。本次測量中共布設了8條基線，兩側的水庫邊緣布設4條基線，并在旁向測試區域內較為平緩的方位設置一條基線，相對起伏較大的區域則依據航帶進行布置。然后，在確定低空攝影路線后，進行測量區域的低空拍攝工作，并對低空攝影進行拍攝處理，利用POS數據對無人機的飛行質量進行評估，確保低空攝影數據的真實性。最后，對測量數據中畸形數據進行修正。在修正畸形數據的過程中，要借助空中三角測量的方式，對畸形數據進行修正。并對測量的數據進行加密處理，確保水電工程測量數據的機密性。

（四）內業數據處理階段

首先，要制作數字規劃地圖。采用無人機低空攝影的遠景平臺進行內業制作，根據外業測量的等高線數據繪制拋物線，確保數字規劃地圖的一致性。依據外業采集的照片，在外業測繪的地圖上進行實物標記，將數據采集的高程點作為地形的控制點，繪制等高線，利用CAD作圖軟件對其進行編輯和圖層轉換，從而實現數字規劃地圖的制作。然后，制作數字高程模型和數字正攝影數據集。借助 Map Matrix4平臺和空中三角測量技術生成數據高程模型，根據具有高精度特點的數據高程模型，對影像進行修正，在低空攝影的遠景平臺下，進行人工編輯，適當調整色調促使其趨于平衡，并通過自動鑲嵌處理，形成數字正攝影像，然后對拍攝測量區域內的數據正攝影數據集進行圖面標注和圖廓裝飾，從而完成數據高程模型和數據正攝影像數據集的測繪。

4 結論

通過以上研究發現，在利用無人機低空攝影技術進行水電工程測繪時，通過在準備階段合理規劃低空攝影路線，能夠為測量工作奠定良好基礎。在此基礎上，合理布控攝像點的位置和分布密度，有利于確保測量結果的精確性。此外，利用CAD軟件對數字規劃地圖進行繪制，能夠有效提升地圖的準確性和層次性。因此，在利用無人機低空攝影技術進行水電工程測繪時，可以采用上述方法。

[1]尚海興，薛紹軍，雷建朝等.無人機低空攝影測量技術在水電工程測繪的應用[J].西北水電.2014[11].

[2]谷國濤，吳良才.無人機遙感技術數據特點及其應用[J].科技致富向導.2011[10].

[3]牛君瑜，孫超江.無人機技術在水利領域應用的探討[J].海河水利.2012[10].

[4]劉慶元，楊文杰，文繼超等.基于 PDA的無人機監控系統的研究[J].測繪工程，2011，20（6）：1-4.

[5]王明虎,黃留波.論水利水電工程測量技術發展[J].城市建設理論研究（電子版），2013（28）.

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1007-6344（2017）09-0337-01

焦淑艷（1980-），工程師，本科，主要從事航測方面的工作。