無人機航空攝影測量技術在水利工程中的運用思考

張中

沂州水投勘測設計有限公司 山西 沂州 034000

在水利工程建設中，測量是基礎性的環節之一，測量的數據是否準確，直接關系著工程后續能否順利有序的開展[1]。而在水利工程實際建設的過程中，由于建設環境復雜，測量難度大，因此，為了保證數據的準確性，就給測量技術提出了更高的要求[2]。如果仍然采用傳統的測量手段進行測量，則很難發揮出測量的真正作用，因此，必須要引進先進的技術手段，對于測量工作進行優化。而將無人機航空攝影測量技術應用到水利工程的建設中，能夠全面提升測量工作的效率，獲取的數據也更加全面和準確，能夠為水利工程的建設奠定良好的基礎。

1 無人機航空攝影測量技術概述

1.1 無人機航空攝影測量技術簡介

無人機航空攝影測量技術是隨著科技發展而產生的一種新型的產物，其工作原理是先對于一定區域內的地形條件以及坐標等相關信息進行采集，將其錄入到計算機中，再通過制圖軟件繪制出地形圖，需要的數據信息還可以標注在地形圖上。無人機航空攝影測量技術除了能夠實現單面測量，還能夠實現三維測量，在實際應用中具有較強的應

用優勢[3]。無人機空中攝影測量系統分為兩個部分，第一個部分是硬件，包括無人機上荷載的系統，以及地面對于無人機進行監控的系統。第二個部分則是軟件，主要負責對于無人機的航道進行設計，對于航空中產生的攝影進行檢查，對無人機進行遠程監控，以及進行數據處理等。在整個無人機航空攝影測量系統中，每個部分都至關重要，只有各個部分相互協調，才能夠切實發揮出無人機航空攝影測量技術的優勢[4]。加上一些新型的技術與無人機航空攝影測量技術相結合，能夠給出更加清晰的圖像，更好的滿足各個領域的需求。無人機航空攝影測量系統示意圖見圖1。

圖1 無人機航空攝影測量系統示意圖

1.2 無人機航空攝影測量技術的特點

在應用無人機航空攝影測量技術進行測量的過程中，一般還會與GPS技術結合起來，無人機本身靈活性比較強，不會受到地形因素的干擾，再加上GPS技術的合理運用，能夠進行更為精準的數據采集，提升測量工作的效率，對于水利工程而言，還能夠起到控制成本的作用[5]。在傳統的測量工作中，一般會應用到衛星遙感技術，但是與靈活性更強的無人機航空攝影測量技術相比，測量的周期過長，因此，也很難保證數據的實效性，這也給后續工作的開展造成了一定程度的不良影響。而利用無人機航空攝影測量技術進行測量，能夠在較短的時間內完成數據采集，能夠有效提升測量的效率，縮短測量時間，并且不受地形等因素的干擾，因此，在水利工程的建設中，無人機航空攝影測量技術也越來越受到青睞。

2 無人機航空攝影測量技術在水利工程中的應用優勢

2.1 操作靈活，測量便捷

與傳統的測量手段相比，無人機不僅體積小，同時，重量也更輕，能夠通過搭載攝像機，對于需要測量的區域進行測量，并且操控也并不復雜，能夠靈活便捷的完成操作[6]。當無人機處在飛行的狀態下，也可以結合實際需要完成垂直升降，不需要有專門的場地進行操作，也不需要其他設備的輔助。無人機通過航空攝影獲取的影像信息能夠實時傳遞到地面的系統中，技術人員可以進行查看，如果影像存在問題，或者需要進行再次測量，技術人員也可以給無人機下達指令進行多個角度的測量，直到高質量的完成測量工作為止。另外，由于無人機本身的體積比較小，因此，在實際應用中對于能源的消耗也比較小，具有較強的應用優勢。

2.2 環境適應能力比較強

從水利工程的角度而言，其建設環境一般都比較復雜，尤其是在山區中建設水利工程時，不僅環境復雜，同時還具有一定的危險因素，如果進行人工測量，很容易出現偏差，導致測量數據的失真，同時還有可能存在一些安全隱患，不利于保障人員的生命安全。而利用無人機航空攝影測量技術則沒有這些方面的困擾，無人機能夠適應復雜環境的測量，根地面系統下達的指令，無人機能夠按照預定的線路完成飛行和測量，并且還能夠在中途遇到阻礙物時進行躲避， 能夠更為準確和安全的完成測量任務，這不僅在極大程度上降低了測量人員的工作壓力，同時，也更加有助于保障人員的安全[7]。

2.3 數據準確，效率更高

為了保證水利工程建設順利有序的進行，測量數據的準確性必不可少，因此，在水利工程應用到的測量技術必須要能夠給出更為精準的數據。而在水利工程中應用無人機航空攝影測量技術，能夠利用無人機搭載高清相機，獲取精度更高的影像資料，能夠高質量的完成測量任務，很好的滿足水利工程對于測量工作的需求[8]。同時，在利用無人機航空攝影測量技術進行短距離的航測試，除了能夠進行攝影測量，還能夠在無人機飛行的過程中，將測量的信息和獲取的影像資料等傳輸到地面系統中，地面系統接收到信息后，可以利用計算機進行相應的處理，能夠在極短的時間內獲取到水利工程建設需要的相關數據和信息，幫助工作人員更好的了解相應區域內的地質地形情況，以便對于水利工程進行科學合理的設計，也為后續的施工奠定良好的基礎。

2.4 與GPS結合，靈活性強

在水利工程建設的過程中，無人機航空攝影測量技術能夠發揮出強大的優勢，利用無人機開展測量工作。無人機本身就具備靈活性與高效性的特點，并且通過搭載GPS技術，在對于水利工程進行測量的過程中，達到對高程點的高效采集。與此同時，通過無人機航空攝影測量技術得出的測量結果，將無人機與GPS相結合，能夠實現數字化地形區的直觀展示。也正是因為如此，將無人機航空攝影測量技術應用到水利工程當中，能夠有效節約成本。此外，無人機的航空攝影測量技術由于是依托于無人機，操控系統具有更高的靈活性，在實際測量的過程中，通過應用無人機航空攝影測量技術，能夠有效保障數據的精確性，為后續工作的開展提供更加有力的支持。而之所以利用無人機航空攝影測量技術數據的精確度更高，就是因為應用了GPS技術。在進行測量的過程中，無人機還具備操控系統靈活性強的優勢，在進行測量的過程中，一般不會受到地域的限制，因此在水利工程測量中得到了廣泛的運用。

3 無人機航空攝影測量技術在水利工程中的應用

3.1 布置外業像控點

在外業像控點布置中，較為常見的布控方式是進行區域網布設。首先要結合水利工程建設的實際需求，確定水利工程具體的位置，以及需要進行測量的區域，對于無人機的航行路線進行規劃。尤其是針對一些需要重點測量的外業像控點更要提升重視程度，作為無人機航空攝影測量中的重點內容。這些外業像控點可以結合實際測量的需求以一定的順序連接起來，這也就形成了無人機在進行拍攝和測量的過程中需要經過的航線。在進行航線設計時，工作人員需要注意，盡量避免航線重復，能夠提升航空攝影測量的效率，確保無人機能夠在較短的時間內完成測量工作。同時，由于水利工程涉及的地形條件一般都比較復雜，為了能夠確保無人機獲取的影像資料更加清晰，數據更加精確，還應當對于無人機的各項參數進行合理的設計，保證無人機航空攝影測量工作能夠順利有序的開展。

3.2 航空攝影

雖然無人機在進行測量工作時，對于地形條件的要求比較小，能夠較好的完成測量工作，但是惡劣的天氣狀況將會在一定程度上影響到無人機測量工作的有效開展。因此，為了在最大程度上降低天氣對于無人機的影響，在做好設計工作后，還應當進行合理的準備工作，盡量選擇天氣條件比較好的時間進行測量工作，這樣能夠更好的保證測量數據的準確程度。在進行無人機航空攝影測量的過程中，為了能夠更加準確全面的獲取水利工程的相關信息，航向可以設置一定的重疊度，當進行后期處理時，再將存在重疊的部分去除，這樣能夠使得測量的結果更加準確和全面。在無人機進行航空攝影測量時，不僅可以按照預先設定的航線進行分型，同時，也可以結合測量工作是實際需求對于飛行參數進行適當的調整，從而獲取更加完整的測量數據。

3.3 像控測量

為了能夠對于水利工程建設區域的成圖范圍進行有效的控制，無人機航空攝影測量技術也能夠發揮出極大的優勢。工作人員應當與水利工程的建設需求以及無人機航空攝影測量技術應用的需求結合起來，對于像控點進行有效的布控，這一措施能夠有效提升無人機航空攝影測量的質量。以無人機獲取的數據和影像作為依據，對于水利工程的建設情況進行全面的分析，明確水利工程建設的范圍，以及其中心點所處的位置。像控點在進行布設時，應當結合實際工作的需求確定，一般都不少于二十個，并且遇到一些拐角或者頂點的位置時，更應當重點進行測量，因此，這些部分也是進行像控點布置的重點位置。做好以上工作后，就可以結合實際工作的需求利用無人機航空攝影測量技術進行測量工作，在這個過程中需要注意的是，因為無人機航空攝影測量技術一般會與GPS技術結合起來使用，因此，像控點的布設還需要滿足GPS技術應用的需求。并且在布控像控點時，應當保證控制高程位置的準確性，接收設備盡量設置在視野比較好的位置上，這樣能夠更好的保證GPS技術應用的效果，避免外界因素對于接收設備的干擾。通過進行規范化和標準化的像控測量，能夠獲得更加高質量的影像信息，這能夠給后續的水利工程設計與施工工作提供更加準確的信息，推動后續工作的順利高效開展。

3.4 數據采集

在進行水利工程測量工作的過程中，測量數據的采集也是最為重要的工作內容之一，通過精準采集測量數據，能夠更加完整準確的反映水利工程建設區域的實際情況，而正是由于水利工程建設對于數據信息的準確性要求高，因此，采用無人機航空攝影測量技術是保證工程效率和工程質量的重要保證。通過無人機航空攝影測量技術獲取的數據和影像信息能夠上傳至計算機中，再利用計算機中的立體影像模型軟件進行繪制，能夠對于水利工程建設區域中的各項要素進行深入的分析，進一步提升實際測量的實效性，推動水利工程建設工作更加順利有序的開展。另外，在實際開展工作的過程中，工作人員應當做好標注工作，將各個地形要素構成有效的結合在一起，實現對于地形條件的全面掌握，為后續開展的設計和建設工作提供有力的保障。

3.5 調繪工作

在水利工程建設中，調繪也是非常重要的工作環節之一，而在進行調繪的過程中，一般會采用綜合判讀調繪的方式。在應用綜合判讀調繪這一方式的過程中，工作人員需要先結合室內判讀的情況，并以此為基礎進行調繪工作，對于水利工程建設區域的實際情況進行分析。另外，由于調繪工作在進行的過程中，容易受到一些外界因素諸如植被狀況的影響，為了能夠提升數據的準確程度，工作人員需要結合實際工作的需求對于植被覆蓋較為嚴重的位置進行清理，并且還應當適當加密測點。

3.6 精度評估

無人機航空攝影測量技術在水利工程中應用時，獲取到的數據經過處理后，還需要結合水利工程建設的實際情況和水利工程的測量要求，對于精度進行評估，確認精度是否能夠滿足水利工程測量的要求。評估形式大致上可以分為以下兩種類型：首先，模型精度評估，指的是將獲取到的數據信息帶入到模型當中，與三維坐標進行對比，確認數據信息與模型當中的信息是否相符。通常來說，精度可能會存在一定程度的誤差，誤差如果控制在一定的范圍內，數據仍然是有效的，而如果誤差過大，則不能使用。其次，成果精度評估，一般會采取一定比例的成圖精度為標準，人工進行抽檢和審核，將不符合精度要求的數據篩選出來，有助于提升數據的實用性，避免對后續工作造成不利的影響。

4 結束語

總而言之，將無人機航空攝影測量技術應用到水利工程中，具有極強的應用優勢，不僅操作靈活，測量便捷，同時，無人機體積小，環境適應能力強，并且能夠有效提升工作效率，獲取的數據準確度更高。也正是因為如此，在現階段的水利工程中，無人機航空攝影測量技術逐漸得到了廣泛的運用，能夠為后續的設計和建設工作提供有力的數據支持，切實保障水利工程建設的質量。在無人機航空攝影測量技術應用的過程中，應當加強對于各個環節的管理和控制，發揮出其優勢，更好的滿足水利工程建設的需求。