無人機航測在山區水利測繪中的應用要點研究

王旭

摘 ? 要：我國地形復雜，山區面積廣闊。為有效保障山區人民的正常生活及安全生產，有必要開展山區水利測繪工作。傳統的山區水利測繪主要依靠人工測量，由于人工測繪無法保證效率，加之準確性不高，在山區特殊地形地貌的多重因素影響下，使其無法真正勝任山區水利測繪工作。隨著技術的發展，無人機航測廣泛應用到了此項工作中，因其具有較強的測繪能力，且不受各種因素影響，可以全方位測定各項數據。本文通過研究無人機航測在山區水利測繪中的應用要點，可以為今后實現全智能化作業提供理論及應用基礎，促進我國的測量技術及水利工程的全面進步。

關鍵詞：無人機航測 ?山區水利測繪 ?應用要點

中圖分類號：TV221 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）06（a）-0062-02

無人機航測技術主要采用了遙感技術，對帶測定區域中的具體情況做詳細記錄及分析。在開展航測的過程中，可以在較短時間內掌握到地理位置、地質狀況、空間植被等全方位信息，并對其中的各類關鍵性信息做準確分析，為今后的山區水利工程建設提供一手的資料。

無人機因其具有靈活的作業方式，并且能夠勝任各種惡劣環境下的工作，從而獲得了快速發展。水利測繪工作較為復雜，會在實際操作中面臨各種困難，在水利測繪中積極引入無人機技術后，不僅能夠大幅降低測繪成本，并且還可以應對各種惡劣環境下的測繪工作。據此可知，山區水利測量中采用無人機航測技術可以取得顯著的應用效果。將無人機航測技術應用到山區水利測繪工作中后，可極大促進山區的經濟建設及快速發展。通過分析無人機的應用及水利建設的趨勢可見，無人機遙感成像技術已成為我國未來水利事業的發展方向。

1 ?無人機航測在山區水利測量中的優勢

無人機之所以在近些年中獲得了廣泛應用空間，其根本原因在于無人機所特有的優勢。山區水利測繪受制于地形復雜多變的影響，人工測量不僅消耗大量人力物力，并且不能保障測繪結果的準確性。如在此過程中引入無人機技術，可極大加快測量工作進度。無人機航測在山區水利測量中的優勢主要由以下幾點：（1）無人機由于自身無需荷載人員及多余設備，耗能極少，整體使用成本較低。（2）無人機自身體積較小，可隨身攜帶，適合野外作業對設備的靈活性要求。（3）無人機可在各種環境下快速起飛，無需受到跑道限制，能夠有效節省作業時間。（4）無人機安全系數高，因僅需遠程遙控即可操作，故不存在因意外傷及工作人員的事故。（5）無人機可在飛行高度較低的情況下即可獲得清晰的航拍圖片，方便易操作。

2 ?應用于山區水利測繪中的無人機種類

2.1 固定翼無人機

固定翼無人機借助于動力系統及機翼的滑翔，可實現精確的運動。此類無人機能夠實現遠距離遙控操作，并在機身上搭載了多種傳感器，適合于在各種自然天氣下作業。固定翼無人機可在多種環境下進行飛行及降落，其最大優勢在于自身體積較大、負載量更高、航距較遠。加之具有優異的成圖性能，一般適用于航測距離較大的場景中。

2.2 多旋翼無人機

多旋翼無人機一般具有三個以上的旋翼軸，主要飛行原理為，每個旋翼軸上均配備一臺電動機，隨著電動機轉動使得旋翼產生旋轉，當速度達到一定數值后即可產生較強的上升推動力。此類無人機旋翼總距保持一致，此點不同于普通的直升飛機。矮旋翼處于不同轉速的情況下，所產生的的推動力不同，據此可以有效控制無人機的飛行速度及方向等。多旋翼無人機操作簡單，可適應各種不同環境下的起落，還可以懸停在固定空間。通過上述分析可見，此類無人機最為適合應用于具有垂直起降及懸停的場景中。加之其飛行速度不高，可極大降低作業過程中的危險系數，保障測繪中的人員及財產安全。

3 ?無人機航測在山區水利測繪中的應用要點研究

3.1 數據處理能力

數據處理能力直接反映了無人機的核心性能，故應加強對數據處理能力的研究。無人機航測技術應用在山區水利測繪中后，首先應提升自身的數據處理技術，要使圖片橫向重疊度誤差<5%，使其保持在60%左右。在處理圖片時，應使旋轉角度<6°，傾角>2°，從而有效維持圖片的穩定性。無人機在傳輸數據時，經常會受到多重因素影響，如在開展水中測繪時，應保證轉向彎曲度不高于3%。

3.2 傳感器裝置技術

無人機航測的關鍵在于遙感技術，有力促進了山區水利測繪工作的全面進步。在開展航測之前，應首先檢查遙感設備的存儲功能，確保其具有足夠的存儲空間，滿足數據的傳輸要求。另外還應提前規劃好飛行高度，確保其時刻保持在遙感裝置的接收范圍之內。在測繪過程中，需經常面對各樣的地形區域的影響，故應采用具備極高分辨率的遙感裝置。攝像頭是直接關系到航測質量的關鍵性設備，應選取專業的航測攝像頭，使其能夠在不同地質條件及天氣狀況下均能取得滿意效果。另外要強化數碼攝像機的主點和主距，采用已知的畸變數據驗證航測規劃。在此過程中，可以將測試地放置于室外進行，可實現大范圍內的航測數據驗證，保障遙感設備能夠真正發揮出應有的作用。還要關注比例尺問題所帶來的影響，要選取具備不少于1：2000比例尺的遙感設備，可應用于測量較為復雜地形狀況中。

3.3 參數設置方面的技術要求

DPGrid（數字攝影測量網格系統） 廣泛應用于無人機之中，尤其在水利測繪中更是發揮出了巨大作用。此軟件具有圖像重疊功能，可對待處理圖片進行全方位編輯。另外還可以在航拍過程中即可對圖片進行精確分類，并依據類別不同分批傳輸。無人機航測中經常會因為角度問題產生測量偏差，此軟件可以實現航帶中不少于六張圖片，從而解決了此類誤差問題。要保障測繪效果，首先應確保無人機的安全性。在投入使用前，應詳細規劃無人機飛行區域及路線，精確計算出所需能耗，要及時轉入cmr文件，通過對定位定姿系統數據的分析，使其與按照無人機航測路線保持一致性。另外要對無人機各系統運行狀況進行分析檢測，提前規劃好飛行路線。要實現測繪數據的利用價值，可綜合運用多種圖像處理技術。在航測工作中，要準確設置出生產模塊參數，從而促進數字正射影像圖及數字高程模型的正常運轉。無人機在開展水利測繪的過程中，操作人員時刻掌握好無人機的位置變化，還應在規劃飛行路線時應綜合考慮到區域內的地形狀況及地面附著物的分布情況。航拍完成后需呈現出完整的航測圖像，應保證所拍攝圖片的質量，使其能夠有效應用到后期的各項分析工作中。為實現這一目標，且降低人工所帶來的誤差風險，需充分利用系統對數據作全面處理及拼接。數字正射影像圖及數字高程模型的正常運轉可準確收集相關數據，能夠保障航測結果的準確性。

4 ?結語

隨著我國科學技術水平的快速提升，無人機已被廣泛應用于生產生活的方方面面。水利測繪是水利建設的基礎，可極大促進我國的工農業發展。尤其在地形復雜的山區中，無人機航測更是發揮出了不可替代的顯著優勢。在此過程中，不僅有利于提高水利測繪的精確度，并且保障了測繪過程中的安全。通過分析無人機的優勢可見，我國的無人機航測技術已取得了一定進展，故應充分利用無人機航測在山區水利測繪中的巨大作用，從而促進我國水利事業的快速進步，為山區經濟建設做出應有的貢獻。

參考文獻

[1] 吳成秋，楊春，李文闊.無人機航測在山區水利測繪中的應用要點[J].西部資源，2018，82（1）：149-150.

[2] 邱陽.無人機航測在山區水利測繪中的應用要點分析[J].建筑工程技術與設計，2017（4）：515.

[3] 趙占恒，程彪.無人機航測在山區水利測繪中的應用要點分析[J].湖北農機化，2019（7）：39.