無人機航測在水利水電工程中的應用

馬江河

（甘肅省張掖市甘蘭水利水電建筑設計院，甘肅張掖734000）

無人機航測可以適應條件復雜的水利水電工程，在水利水電工程中利用無人機航測技術，可以滿足工程測繪需求，獲取高質量的測繪成果，滿足工程設計和施工的要求。

1 概述無人機航測技術

1.1 概念

無人機航測技術屬于信息化測繪技術，無人機航測充分結合了遙感測繪技術和空間信息技術，集成應用了航空、信息、自動化等學科高新技術，無人機航測具有機動性和快速性以及靈活性等優勢，具有廣泛的應用范圍。利用無人機航測技術無需進行高空作業，技術操作和維護等工作非常簡單。經過動力改造升級之后，在水利水電工程中應用，可以快速獲取高分辨率的影像數據。無人機航測系統的飛行平臺為無人機，在無人機搭載高分辨率的攝像機，利用控制系統自動拍攝和獲取影像。無人機航測具有很強的工作能力，同時可以保障實際工作的智能化和穩定性。此外，無人機航測可以搭載不同類型的傳感器，可以在各個領域建設過程中利用無人機航測[1]。

1.2 無人機航測在水利水電工程中應用范圍

隨著計算機技術和遙感測繪技術的不斷發展，無人機航測在水利水電工程中發揮著重要作用。在水利水電行業工程建設、管理階段，需要評價工程建設環境，檢測大型水利水電工程的安全性，利用無人機航測實施低空遙感，全面的測繪和檢測水利水電工程，可以提供較高分辨率的數據，整體工作速度非常快，可以快速處理數據，獲得有價值的測繪數據，為水利水電工程防修和應用提供全面的數據。無人機航測結合了空間信息技術和GPS 技術以及測繪技術等，優化了無人機航測的功能，在水利水電工程安全監測和測繪以及測量等方面都發揮著重要的作用。

1.3 無人機航測飛行試驗

首先需要布置航線，航線設計需要結合飛行區和分辨率要求，在地面站軟件中利用無人機，根據作業規范合理的設置相對航高和絕對航高以及曝光間隔等。根據水利水電工程的氣候條件和航攝區域的地形，設計航線和航線間隔，保障相片的重疊度，落實無人機飛行測試，在作業前無人機不搭載任何傳感設備，在這個階段實施測試，確定沒有任何異常之后落實作業飛行。監控人員要確定無人機的飛行高度和飛行姿態等情況，如果發生異常情況，要發送工作指令，并且及時進行干預。此外，要實施地面監控，解決無人機飛行過程中因為高山阻礙導致通訊因此中斷的問題。在主地面站發出工作指令之后，在航攝區的高頂部位輔助地面站，監視無人機的飛行狀態，并且利用對講機向主地面站發送報告。主地面站要對輔助地面站給予授權，并且向無人機發送指令，完成所有的工序之后，可以實施無人機航測工作[2]。

2 無人機航測在水利水電工程中的應用

2.1 在工程測繪中應用

在水利水電工程中利用普通的航空攝影技術，技術缺乏靈活性，很難在氣候復雜的天氣中獲取清晰的圖像，利用衛星遙感技術，存在時效性的限制因素，需要進行重復測繪和監測，無法滿足水利水電工程測繪的需求，因此在水利水電工程測繪領域需要發揮出無人機航測技術的優勢。無人機是遙感技術的載體，在實際應用過程中，在無人機上安裝荷載數據遙感設備，利用遙感數據處理系統和“3S”技術，全面觀測目標，根據測繪人員的工作需求處理相關數據，為測繪人員提供高分辨率的圖像，操作人員要注重檢校和測試遙感數據處理系統，滿足水利水電工程需要的信息。工作人員可以利用無人機航測技術合成不同時段的監測圖像，幫助技術人員判斷水域變化。此外，技術人員可以結合數據信息計算水流速度和水流方向。因此，在水利水電工程中利用無人機航測技術，可以為管理人員提供決策數據。

2.2 在水域環境檢測中應用

在水利水電工程管理階段，需要動態監測水利水電工程，確定水域環境的實際情況，獲取真實的監測數據，為水利水電工程管理工作提供有效的數據依據，保障水利管理效果，提升水利水電工程的實效性。在水利水電工程水域檢測過程中需要發揮無人機航測技術的優勢，準確定位目標對象，并且發揮實時監控的效果，確定水利水電工程范圍內水域變化情況，有效整理和處理水域基礎數據，在水域調查和水域統計等工作中提供針對性的數據依據，保障水利管理工作的規范性和合理性[3]。

2.3 在水土保持中應用

在水利水電工程設計和施工過程中，要注重施工區域的水土流失問題，做好水土保持工作。在一些高原地區，水流速度非常快，地質情況也非常復雜，再加上水利水電工程項目范圍比較大，增加了水土保持工作的難度，無法滿足調查工作需求。技術人員要利用無人機航測技術和遙感技術等，全面調研土壤侵蝕情況，再利用GIS 技術計算土壤侵蝕量，利用無人機航測技術可以獲得高分辨率的圖像，幫助工作人員明確水土流失的實際情況，保障水土保持工作的針對性。

2.4 利用航攝成圖技術

利用航攝成圖技術可以測量外業像控點的布設，利用區域網布設方案，在拍攝照片之前，工作人員可以通過實地布標，在航拍之后布設地物點，測繪人員利用航攝成圖技術測量和布設平面控制點和高程控制點以及平高點。在利用航攝成圖技術的過程中，通過航線網布點，設置航向分段為不同的平高點，實際工作中測繪人員要在方向線垂直直線上布設航線首尾端的控制點。測繪人員要根據攝影區域的情況，合理選擇無人機航線，保障無人機在航測過程中可以達到60%以上的測量區域重疊。實際工作中主要是在無揚塵和云霧少的時間段內落實航攝工作，此外要考慮地表植物等對于成圖工作的影響，如果時間允許，測繪人員可以利用季節因素，合理控制攝影時間，利用無人機航測技術全面滿足水利水電工程需求[4]。

3 無人機航測在水利水電工程應用中應注意的問題

無人機航測技術具有較多的優勢，但是也存在不足之處。當前無人機還無法搭載相機穩定平衡系統，在特殊裝置上固定相機鏡頭，利用普通海綿圍繞成簡單的減速震系統，發揮相機的減震平衡作用。因為無人機攝像缺乏穩定性和可靠性，因此要選擇晴朗無云的天氣進行航拍，同時要結合地形特征計算行高，制定科學的航拍計劃，獲取高分辨率的影像。在空中三角測量過程中，要保障像控點的精度，因為空中測量工作非常復雜，需要反復工作才可以獲取準確的計算結果。在地貌測繪中合理選取高程點的點位，通常是選擇明顯的地物點，此外在淹沒線周圍需要利用傳統的測量方法配合補充測量工作[5]。

4 結束語

隨著科學技術水平的不斷提高，在水利水電工程中無人機航測技術發揮著重要的作用，可以提高工程測量的準確性，保證水利水電工程質量。