水工測繪中低空無人機遙感技術應用

李興亮

（黔西南州水利電力勘測設計院）

0 引言

所謂低空無人機遙感，就是指在無人機技術、遙控技術、通信技術、傳感器技術等多種技術的支持下，對土地資源、自然環境遙感、空間信息等進行自動采集和智能化分析。將低空無人機遙感應用到水利工程測繪中，有著廣闊的發展前景。

1 低空無人機遙感在水利工程測繪中應用優勢

低空無人機遙感的應用特點主要有以下三點：第一低空飛行，第二航空攝影，第三衛星遙感。所以，在水利工程測繪中應用低空無人機遙感，可以對云蓋過區的各種數據進行有效的收集。其中，數碼相機扮演著傳感器的角色，對各種數據進行收集，并盡可能地保證圖像質量以及高空地面分辨率。另外，無人機遙感平臺還具有較高的適應性和較好的移動性，可以不受天氣條件的影響，直接通過控制器來進行無人機的起飛和著陸。

之所以低空遙感系統可以及時傳出和分析遙感監測到的數據，是因為控制系統平臺的構建，將遠程控制與無線電測試、飛行系統進行了有機的結合。目前，低空無人機遙感系統在各個行業的應用都十分廣泛，尤其是小型機載遙感設備，可以對執行中的各種數據和圖像進行校正，實現無人機測繪精確度的提升。與此同時，低空遙感系統還可以在自動識別圖像的功能下，按照當下水利工程的測繪需求，直接對相關數據和信息進行處理與檢查。

但是，低空無人機遙感的應用還有很多不成熟的地方。例如：其無法使用專業相機，只能使用普通款式的數碼相機，就會導致測繪結果與實際情況存在出入。因為普通相機的穩定性得不到較高的保證，內方位元素也不能及時確定，所以相機鏡頭很容易出現嚴重的畸形變化，影響測繪結果的精確度。在這種情況下，為了提升水利工程測繪的精確度，必須要加強專業相機與低空無人機遙感技術的結合。

2 低空無人機遙感在水利工程測繪中的應用

2.1 低空無人機遙感在水利工程測量中的應用

平面高程控制測量、斷面測量、縱斷面測量、變形測量等均是水利工程測繪中經常涉及到的內容。如果水利工程測量工作在平原地區開展，為了滿足水利工程測量的各種需求，可以將經緯度測量、水準測量以及全站儀測量結合起來。如果水利工程測量工作在山區開展，受到復雜地形地貌的影響，傳統的測量工具以及衛星遙感技術的應用就會受到限制。而低空無人機遙感的應用并沒有對著陸和起飛提出苛刻的要求，操作人員可以在任一安全區域進行操作。例如：低空無人機遙感可以在1 000 m以下飛行、在云層下拍攝，且圖像的分辨率可以得到有效保證，而這正是提升山區水利工程測繪質量的關鍵。

現階段，很多低空無人機都可以在水利工程測繪測量中得到充分應用，然后再借助穩定多軸云臺航空系統等軟件的功能，將多航空圖進行合理連接，并自動調整測繪誤差，形成一個相對完整、準確的整體，提升水利工程測繪的精確度。

2.2 低空無人機遙感在地質勘察中的應用

與傳統的地質勘探相比，低空無人機遙感的應用可以明顯降低復雜地形對測繪精度、測繪效率等產生的不利影響，為水利工程的測繪效率以及測繪質量提供保證。傳統地質勘察技術的應用，很難滿足水利工程測繪的實際需求，無法對工程地質狀況進行有效監測，再加上實際的地質勘察中，還經常面臨滑坡等地質災害的威脅，地質構造會更加復雜，如果一味使用傳統的地質勘察技術，將無法有效獲取相應的地質信息。而低空無人機遙感的應用，就表現出了操作方便、安全性高、應用成本低等優勢，即低空無人機遙感的應用可以最大限度滿足地質勘察工作的各方面需求；幫助工作人員掌握目標區域的實際地質情況以及發展規律；結合實際情況對搜集的數據進行分析，第一時間發現水利工程施工建設中存在的不良地質，然后針對性制定保護措施，保證水利工程的順利推進。

2.3 低空無人機遙感在工程監測中的應用

一般情況下，水利工程的施工建設，對于地質條件都有著較為苛刻的要求，單純的基本建設根本無法滿足水利工程建設的需求。尤其是針對壩體耐久度的設計和施工，如果不能滿足相關標準，那么整個水利工程的使用壽命將會受到嚴重的影響，頻繁出現滲漏等對人們生命安全產生威脅的情況。而將低空無人機遙感技術應用到水利工程的日常監測中，就可以在第一時間發現水庫滲漏的隱患，并根據水利工程的實際運行情況，采集危險區域的高清圖像。

2.4 低空無人機遙感在土壤濕度調查中的應用

在水利工程測繪中，土壤中水分的變化也是不可忽視的影響因素，所以對水利工程的水文特點進行有效的研究和掌握非常關鍵。例如：土壤表層除了對陽光進行反射之外，還可以進行陽光能量的存儲，而陽光的強度也會對土壤表層的顏色以及溫度產生較大的影響，改變土壤的灰度值和含水量。而應用低空無人機遙感，就可以憑借其采集圖像數據的高分辨率，來幫助工作人員更加準確地把握土壤灰度值，進行土壤水分的測量。

3 低空無人機遙感的發展趨勢

目前，水土流失問題非常嚴重，受到了國家相關部門的高度重視。而要想減少水土流失，加強水土保持，就必須要進行水土流失定量調查。而低空無人機遙感具有動態化、高效化和經濟化的優勢，可以作為土壤侵蝕信息調查的關鍵方法。因為引起水土流失的因素有很多，所以在應用低空無人機遙感的時候，不僅要注重遙感技術與常規方法的應用，還要考慮地理信息系統中的數據和計算過程是否便捷、有效。

另外，無人機還可以對目標區域的低空、低速照片進行拍攝和研究，而拍攝到的照片也可以將目標區域中的水土流失強度進行客觀反映，幫助工作人員更好地明確土壤侵蝕類型、土壤侵蝕程度、植被與地形管理措施。由此可見，低空無人機遙感，可以應用相關遙感影像信息，對目標區域的水土流失的特點和發展規律進行科學分析，進而采取有效措施提升水土保持工作質量，促進水土保持服務的全面發展。

在未來一段時間內，低空遙感測繪領域中無人飛行器的應用，需要重點注意以下三方面的提升：第一，提升任務承載能力，確保可以順利地攜帶具有一定重量的專業遙感設備；第二，提升飛行控制精度，確保后續數據處理的有效性與便捷性；第三，提升系統設備的適應性，確保可以不受地形以及氣象條件的影響。

4 結語

綜上所述，低空無人機遙感在水利工程測繪中不僅有著十分廣泛的應用，還為水利工程測繪領域的發展提供了全新的思路。加強低空無人機遙感在水利工程測繪中的應用，可以憑借其精度以及效率等方面的優勢來促進水利工程測繪的發展，進而為水利工程建設事業的發展提供保證。所以，要加強低空無人機遙感的研究，進一步提升其在水利工程測繪中應用的深度和廣度。