無人機航測成圖在水利水電工程中的應用

【摘要】基于“863規劃”的貫徹與落實，更多現代化航空攝影測量技術被應用在測量領域當中，特別是無人飛機航攝系統的軟硬件技術難點被逐一突破，已經進入到民用階段。基于此，文章以某水庫庫區作為主要案例，對其工程測繪中對無人機攝影成圖技術的應用展開了相應的研究與探討，對地形圖與正射影像圖制作的流程以及方法展開深入地分析，為生產實踐的應用提供有力保障，同時為設計工作人員提供更為科學的基礎性資料內容，以供參考。

【關鍵詞】無人機；航測成圖技術；水利水電工程；應用

無人機是無人駕駛飛機的簡稱，最先被應用在第一次世界大戰中。現階段，無人機已經由軍事方面逐漸轉向民用與多任務方向發展。不同于有人駕駛飛機，無人機本身的體積不大，便于攜帶且應用的地域也相對廣泛，能夠在惡劣條件下長時間運行。基于當前水利水電工程測量工作的現狀，發現設計工作的初期測量難度較大，受技術應用的限制，使得常規測圖工作始終停留于全站儀與RTK實地測量繪制階段。在新時期背景下，有必要將無人機航測成圖這一技術應用其中，不僅減少了測圖繪圖員的工作量，同時也保證其自身安全，增強惡劣測繪工作的針對性與準確性。

一、無人機航測成圖在野外測量實驗中的應用

該水庫工程的具體位置在北江二級直流長樂水上游地區，主要的功能就是防洪與灌溉，同時還具備了供水和發電等效益，屬于大規模水利水電工程。

（一）航空攝影測量

通過對低空數字測繪航空攝影系統的合理運用，在相機姿態控制方面對姿態感應控制云臺進行了運用，而且能夠保證云臺相對于相機的傾斜角糾正角速度是每秒鐘15°，確保及時改正相機的傾斜角，因而航片的傾斜角已經被全部糾正。

在多次飛行架次當中，大部分的航空攝影影像都十分清晰且層次相對豐富，彩色的色調柔和且鮮艷，地物相同的色彩能夠保持一致。因在航攝過程中，適合飛行的作業時間并不多，所以在飛行結束以后就需要針對航片清晰程度與完整程度等展開有效地檢查，以保證其航向的重疊不小于65%，且旁向的重疊不能夠小于35%，與規范要求相吻合。另外，所有測區內部都沒有出現相對或者是絕對漏洞，但是有部分架次受到季節天氣的影響而使其質量受到損壞，但是在重飛以后所獲得的拍攝質量能夠與規范要求和設計要求相吻合。

（二）外業像控點布設方案與測量

在拍攝照片前的實地布標以及拍攝照片后的明顯地物點相片刺點中都采用了像片控制點的測量方法。其中，平面與高程控制點以及平高點都是像控點的組成。在對項目本身特點進行充分考慮以后，可以斷定該水庫庫區全部像控點都是平高點，且通常被布設于沿河道兩側公路旁邊亦或是地面相對平坦的位置。因為會遇到淹沒情況，因而像控點一般集中在平坦耕地區域。與此同時，該水庫庫區的面積不大，像控點的數量共有40個

（三）像控點的測量

對于像控點的精度要求并不低于圖根點的精準度，在實際測量的過程中可以采用多種方法，比較常見的就是三角測量、RTK測量以及導線測量等等。在該試驗項目中對導線和RTK測量方法進行了運用。在此過程中，還對CORS網絡RTK作業方式進行了相應的運用，然而受當地地區網絡不穩定的影響，最終仍然選擇使用了RTK測量的方式。

二、立體測圖和DEM、DOM的生成研究

（一）立體測圖的研究

在立體測圖方面，主要是對全數字攝影測量工作站進行了運用，同時還有。通過對以上兩種測量系統的應用，完成了數據管理工作，而且實現自動定向計算以及實時核線影像的匹配處理，實際的處理速度相對較快，使得作業的時間隨之縮短，降低了操作人員實際的工作量，且數據的精準度以及工作效率都不斷增加[3]。在此基礎上，系統本身具備全自動的特征，同時還能夠實現人機交互，將作業人員自身經驗以及優勢充分地發揮出來，對相對復雜的地形區域影響展開相應的處理。

其中，在全數字攝影測量工作站中主要是采集業內的數據信息，對既有加密材料內容進行合理地運用，達到測區恢復的目的。而且各模型在自動相對定向的作用之下會重現定向，隨后形成核線。在此基礎上，數據的采集主要是將成圖模型作為主要單位，且各圖都存放在單獨的文件當中，擴展名確定為xyz，并通過程序的相關轉化形成cass形式的數據。

（二）DEM與DOM生成

對于DOM的生成而言，則需要經過影像的糾正與色彩調整等相關環節的作業，而所提供的EPT模塊則能夠對已經完成的參考影像進行合理地運用，并調整像片的色彩。與此同時，影像的鑲嵌以及圖幅裁切等相關工作能夠實現一次性全自動的完成。

（三）DEM與DOM套合操作

將DEM與DOM進行疊加作業，能夠形成三維現勢性圖，而且具有較強的立體感。

三、無人機航測成圖和傳統測量成圖的對比

該水庫庫區的測量面積是6.5平方千米，如果采用傳統的外業測量，各測量小組每天的測量面積是0.08平方千米，所以整體的測量時間要超過40天。但是，對無人飛機測量外業，僅需要一天就可以完成，而且內業測圖每個人每天可以測量0.4平方千米，安排四個人可以在五天內完成作業。對成本效益進行計算并對比，可以充分了解無人機航測成圖的優勢。

結束語：

綜上所述，無論在工作效率亦或是經濟效益方面，無人飛機測量都要比傳統全站儀測量更具優勢。文章以某水庫庫區為例，對無人機的航測成圖技術展開了相關性的研究，并且闡述了相關的問題，實際的測量結果也更為準確，呈現不可比擬的優勢。

參考文獻：

[1] 江炎園，趙紅艷，劉均龍等.無人機航測在土地整治項目核查驗收中的應用[J].江西建材，2015（22）：225-225，234.

[2] 周曉云，陸朝鋒，廖順華等.無人機航測遙感技術在農村土地承包經營權登記試點中的應用[J].測繪與空間地理信息，2014（11）：163-165.

[3] 史華林.無人機航測系統在公路帶狀地形測量中的應用[J].測繪通報，2014（6）：60-62.

作者簡介：李慶松，男，1985-09，籍貫：廣東揭西；學歷：大學本科；專業：地理信息系統；現從事水利水電工程測量。