導(dǎo)語(yǔ)：無人機(jī)航測(cè)技術(shù)在水利工程測(cè)量的應(yīng)用一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：隨著我國(guó)無人機(jī)技術(shù)的不斷成熟，其應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，在此背景下發(fā)展出以無人機(jī)為飛行平臺(tái)的航測(cè)技術(shù)。由于這種新型航測(cè)技術(shù)具有操作簡(jiǎn)單和測(cè)量精度高的特點(diǎn)，同時(shí)其還能夠?qū)崟r(shí)反饋被測(cè)區(qū)域的地理空間數(shù)據(jù)，并可以適應(yīng)復(fù)雜地形條件下的測(cè)量要求，因此無人機(jī)航測(cè)技術(shù)在水利工程測(cè)量工作中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。測(cè)量人員要充分了解無人機(jī)航測(cè)技術(shù)特點(diǎn)，合理確定航測(cè)方案，準(zhǔn)確把握航測(cè)技術(shù)要點(diǎn)，確保航測(cè)數(shù)據(jù)全面準(zhǔn)確。

關(guān)鍵詞：無人機(jī)；航測(cè)技術(shù)；水利工程測(cè)量；技術(shù)應(yīng)用

在傳統(tǒng)的水利工程測(cè)量工作中所采用的主要是人工測(cè)量以及遙感測(cè)量等傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)，雖然能夠?yàn)樗こ痰囊?guī)劃設(shè)計(jì)以及施工管理等提供相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，不過在測(cè)量效率、測(cè)量成本以及測(cè)量精度等方面還存在不同程度的問題。而近年來我國(guó)在無人機(jī)技術(shù)領(lǐng)域取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，無人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用范圍也不斷擴(kuò)大，其中以無人機(jī)為平臺(tái)搭載測(cè)量設(shè)備的新型航測(cè)技術(shù)在水利工程測(cè)量工作中的應(yīng)用極大地降低了航攝測(cè)量的技術(shù)難度和測(cè)量成本，同時(shí)有效地提高了技術(shù)的適應(yīng)性和測(cè)量質(zhì)量精度。因此測(cè)量人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)無人機(jī)航測(cè)技術(shù)的研究，準(zhǔn)確把握其技術(shù)特點(diǎn)，并要結(jié)合水利工程測(cè)量的實(shí)際情況充分發(fā)揮無人機(jī)航測(cè)技術(shù)優(yōu)勢(shì)，提高測(cè)量的質(zhì)量和效率，為水利工程建設(shè)提供更加全面準(zhǔn)確的參考依據(jù)。

1在水利工程測(cè)量中應(yīng)用無人機(jī)航測(cè)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)分析

（1）無人機(jī)航測(cè)技術(shù)應(yīng)用具有較高的靈活性。由于無人機(jī)平臺(tái)的自重較輕且體積也相對(duì)較小，且能夠通過搭載攝影測(cè)量設(shè)備按照預(yù)定參數(shù)或者在人工操控下完成對(duì)指定目標(biāo)區(qū)域航攝測(cè)量任務(wù)。其可以靈活地從不同角度對(duì)被測(cè)目標(biāo)進(jìn)行反復(fù)測(cè)量，從而可以獲取更加全面清晰的影像數(shù)據(jù)，因此在水利工程測(cè)量中具有較為明顯的優(yōu)勢(shì)[1]。（2）無人機(jī)航測(cè)技術(shù)應(yīng)用具有較好的適應(yīng)性。無人機(jī)航測(cè)技術(shù)能夠廣泛適應(yīng)多種地形條件下的水利工程測(cè)量要求，而且對(duì)起降場(chǎng)地條件的要求不高，降低了水利工程外業(yè)測(cè)量的難度，提高了測(cè)量的安全性。（3）無人機(jī)航測(cè)技術(shù)應(yīng)用具有較高的實(shí)時(shí)性。無人機(jī)航測(cè)技術(shù)可以在飛行過程中實(shí)時(shí)向地面站傳輸測(cè)量數(shù)據(jù)和影像信息。其測(cè)量數(shù)據(jù)具有很強(qiáng)的時(shí)效性，使水利工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)以及施工管理能夠獲得動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)信息。

2水利工程測(cè)量工作中無人機(jī)航測(cè)技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)分析

2.1應(yīng)用無人機(jī)航測(cè)技術(shù)進(jìn)行水利工程測(cè)量的基本流程分分析。在應(yīng)用無人機(jī)航測(cè)技術(shù)進(jìn)行水利工程測(cè)量時(shí)，測(cè)量人員應(yīng)首先結(jié)合待測(cè)目標(biāo)區(qū)域的初步勘查情況以及所搜集的資料信息來合理設(shè)計(jì)無人機(jī)的飛行航線。同時(shí)完成控制點(diǎn)的布設(shè)，然后可以進(jìn)行正式的飛行作業(yè)，完成相關(guān)影像數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)和傳輸。最后要通過內(nèi)業(yè)處理對(duì)影像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并完成相關(guān)的數(shù)據(jù)產(chǎn)品制作以及繪圖工作。2.2像控點(diǎn)布設(shè)要點(diǎn)。在應(yīng)用無人機(jī)航測(cè)技術(shù)進(jìn)行水利工程測(cè)量時(shí)，應(yīng)首先初步了解水利工程項(xiàng)目所在區(qū)域的基本情況，并應(yīng)全面收集目標(biāo)區(qū)域的地質(zhì)水文數(shù)據(jù)等，以確保航線設(shè)計(jì)以及像控點(diǎn)布設(shè)科學(xué)合理。測(cè)量人員應(yīng)在待測(cè)目標(biāo)區(qū)域內(nèi)確定若干重點(diǎn)測(cè)量點(diǎn)位作為像控點(diǎn)位置，然后按照無人機(jī)航攝測(cè)量要求以及一定的規(guī)則連接像控點(diǎn)[2]。在測(cè)量定位像控點(diǎn)時(shí)可以水利工程測(cè)量的實(shí)際情況采用空三測(cè)量、導(dǎo)線測(cè)量以及GPS測(cè)量等技術(shù)方法，以保證像控點(diǎn)定位的精度。2.3無人機(jī)航線規(guī)劃要點(diǎn)。在設(shè)計(jì)無人機(jī)的飛行航線時(shí)，測(cè)量人員應(yīng)嚴(yán)格按照無人機(jī)航測(cè)技術(shù)規(guī)范。并結(jié)合水利工程測(cè)量的成圖精度要求、無人機(jī)的自身質(zhì)量性能指標(biāo)以及其所搭載的航攝測(cè)量設(shè)備的技術(shù)參數(shù)等，科學(xué)確定無人機(jī)的航高、航向、轉(zhuǎn)彎半徑以及拍攝角度度等航攝測(cè)量參數(shù)，以目前在無人機(jī)航測(cè)中比較常用的定焦A7RII單反相機(jī)為例，當(dāng)成圖比例要求達(dá)到1：1200時(shí)，應(yīng)將無人機(jī)的飛行高度設(shè)定在300~350m。同時(shí)應(yīng)合理控制無人機(jī)航向以及旁向之間的重疊度，以確保數(shù)據(jù)采集的全面性。同時(shí)在水利工程測(cè)量中可以將航向重疊度控制在50%左右，以滿足水利工程測(cè)量對(duì)數(shù)據(jù)完整性的要求。此外，在設(shè)計(jì)無人機(jī)航線時(shí)，還應(yīng)綜合考慮水利工程測(cè)量在分區(qū)高差、地面分辨率等方面的要求，并要在保證飛行安全的基礎(chǔ)上盡量避免飛行路線的重復(fù)。2.4無人機(jī)航測(cè)設(shè)備的選擇。在應(yīng)用無人機(jī)航測(cè)技術(shù)進(jìn)行水利工程測(cè)量時(shí)，測(cè)量人員應(yīng)根據(jù)具體的航測(cè)任務(wù)來選擇相應(yīng)的無人機(jī)類型型號(hào)，以確保無人機(jī)的適飛條件、飛行性能以續(xù)航實(shí)踐等能夠滿足航測(cè)計(jì)劃的要求。同時(shí)，由于無人機(jī)的飛行控制以及拍攝測(cè)量主要是按照航測(cè)系統(tǒng)中預(yù)設(shè)參數(shù)來執(zhí)行操作，因此要做好各項(xiàng)飛行參數(shù)的設(shè)置工作，并要結(jié)合水利工程項(xiàng)目對(duì)測(cè)量影像信息的具體精度等，選擇無人機(jī)上搭載的攝像設(shè)備的型號(hào)，以確保其所采集的影像信息的分辨率能夠達(dá)到水利工程測(cè)量的清晰度要求。此外，還應(yīng)合理選擇無人機(jī)航測(cè)的氣候條件，一般應(yīng)在無風(fēng)或少風(fēng)的晴朗天氣條件下應(yīng)用無人機(jī)航測(cè)技術(shù)對(duì)水利工程進(jìn)行測(cè)量，以保證飛行安全，并可以提高測(cè)量的精度。2.5立體測(cè)圖要點(diǎn)。在對(duì)水利工程項(xiàng)目進(jìn)行立體測(cè)圖時(shí)，測(cè)量人員可以利用Virtuo平臺(tái)統(tǒng)一導(dǎo)入所采集的所有航測(cè)數(shù)據(jù)和影像信息，以便向測(cè)圖工作站直接導(dǎo)入加密后的像對(duì)定向元素。在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)宏應(yīng)按照成圖模型單位，每個(gè)單元文件中存一幅圖，并要確保圖幅和文件名稱編號(hào)均相同，然后利用轉(zhuǎn)換軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換。2.6水利工程高程數(shù)據(jù)外業(yè)調(diào)繪要點(diǎn)。為了保證水利工程測(cè)圖的準(zhǔn)確性，還需要結(jié)合外業(yè)調(diào)繪來采集相關(guān)的高程數(shù)據(jù)。需要調(diào)繪水工建筑測(cè)區(qū)范圍內(nèi)的溢流壩壩頂、淤地壩高程、淋水坡腳高程、抽水泵站位置和管徑等。此外還應(yīng)通過實(shí)地調(diào)繪方式來準(zhǔn)確掌握水工建筑測(cè)區(qū)范圍內(nèi)各種構(gòu)筑物的權(quán)屬信息、村莊名稱、相關(guān)的道路橋梁信息以及電力通信等各種地物信息。在調(diào)繪過程中可以綜合應(yīng)用RTK等測(cè)量技術(shù)來對(duì)相關(guān)設(shè)施進(jìn)行測(cè)量。2.7內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理要點(diǎn)。在對(duì)無人機(jī)航測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行內(nèi)業(yè)處理時(shí)，首先要對(duì)影像進(jìn)行糾偏。主要是由于受拍攝器材自身性能的限制，在鏡頭邊緣位置會(huì)存在較為明顯的畸變現(xiàn)象。因此應(yīng)結(jié)合相機(jī)型號(hào)以及檢校數(shù)據(jù)利用專業(yè)處理軟件來完成影像數(shù)據(jù)的格式轉(zhuǎn)換以及糾偏處理，還要對(duì)航測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行空三加密處理。目前在空三加密中可以應(yīng)用的軟件比較多，不同其處理流程基本抑制，均應(yīng)在新建工程后將數(shù)據(jù)導(dǎo)入，并自動(dòng)生成航帶，對(duì)影像進(jìn)行處理分析。在完成同名點(diǎn)的提取以及刺點(diǎn)測(cè)量后還要進(jìn)行平差解算以及精度評(píng)價(jià)，為數(shù)據(jù)模型的構(gòu)建奠定良好的基礎(chǔ)[3]。在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)算時(shí)，測(cè)量人員應(yīng)在新建項(xiàng)目后加入控制點(diǎn)，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，最后到處處理完成的數(shù)據(jù)。在解算時(shí)可以先向DATmaxtrix軟件中導(dǎo)入航測(cè)數(shù)據(jù)，并建立三維坐標(biāo)體系，以便航測(cè)數(shù)據(jù)能夠與POS數(shù)據(jù)相互匹配。之后可以利用計(jì)算機(jī)來自動(dòng)完成數(shù)據(jù)的計(jì)算和優(yōu)化匹配。測(cè)量人員可以加固布局?jǐn)?shù)據(jù)以及相關(guān)的文件信息導(dǎo)入到控制點(diǎn)編輯器內(nèi)，以便對(duì)空中區(qū)域進(jìn)行標(biāo)記。在處理數(shù)據(jù)時(shí)可以采用局部處理對(duì)象控點(diǎn)位置進(jìn)行調(diào)整，以確保其精度能夠達(dá)到測(cè)量要求，在完成數(shù)據(jù)處理后還應(yīng)對(duì)其精度進(jìn)行檢查。2.8評(píng)估測(cè)量數(shù)據(jù)精度要點(diǎn)。在完成數(shù)據(jù)的處理后，測(cè)量人員還應(yīng)按照水利工程測(cè)量的具體要求對(duì)其精度進(jìn)行檢查評(píng)估。在精度評(píng)估中可以采用模型精度評(píng)估以及成果精度評(píng)估這兩種方法。在采用成果精度評(píng)估方式時(shí)，主要通過人工抽檢來對(duì)未達(dá)到的成圖精度要求的數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選剔除。而在采用模型精度評(píng)估方式時(shí)，則主要是利用空三模型對(duì)內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)以及實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，以檢查二者是否抑制。當(dāng)在檢查中發(fā)現(xiàn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)之間有誤差存在時(shí)，則應(yīng)判斷誤差值是否超過了水利工程測(cè)量允許的范圍。通常當(dāng)模型精度誤差超過0.5m時(shí)，應(yīng)將該數(shù)據(jù)剔除。

3應(yīng)用無人機(jī)航測(cè)技術(shù)進(jìn)行水利工程測(cè)量的注意事項(xiàng)

3.1合理處理數(shù)據(jù)傳輸誤差。在應(yīng)用無人機(jī)航測(cè)技術(shù)進(jìn)行水利工程測(cè)量時(shí)，由于受無人機(jī)載重量、續(xù)航時(shí)間等客觀因素的限制，通常在無人機(jī)上的數(shù)據(jù)傳輸模塊相對(duì)簡(jiǎn)單，因此限制通信傳輸?shù)男Ч?，有可能?dǎo)致數(shù)據(jù)在傳輸過程中出現(xiàn)誤差，造成影像信息發(fā)生畸變。因此在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)水利工程測(cè)量的精度要求以及現(xiàn)有的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件采用精度較高、體積較小的新型通信設(shè)備，以確保影像數(shù)據(jù)的傳輸精度。同時(shí)也可以將無人機(jī)的內(nèi)置存儲(chǔ)容量適當(dāng)增加，可以在飛行過程中暫時(shí)加固影像數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)在內(nèi)存模塊中，在結(jié)束飛行后再到處影像數(shù)據(jù)，無須對(duì)影像數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，也能夠達(dá)到提高影像數(shù)據(jù)精度的目的。3.2合理選擇無人機(jī)飛行條件。在應(yīng)用無人機(jī)航測(cè)技術(shù)進(jìn)行水利工程測(cè)量時(shí)，由于測(cè)量用無人機(jī)平臺(tái)的體量相對(duì)較小。因此一旦飛行過程中有較大風(fēng)力時(shí)，會(huì)對(duì)無人機(jī)飛行航線以及拍攝角度等產(chǎn)生較大的影響，會(huì)導(dǎo)致無人機(jī)航測(cè)影響分辨率下降，無法達(dá)到水利工程測(cè)量的要求。因此在施測(cè)時(shí)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)氣候條件的檢測(cè)，盡量減少氣候環(huán)境對(duì)無人機(jī)航測(cè)作業(yè)的干擾。同時(shí)還應(yīng)在智能導(dǎo)航的基礎(chǔ)上結(jié)合人工操作，以便及時(shí)對(duì)無人機(jī)的飛控參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，以保證高清影像數(shù)據(jù)的獲取。此外，還應(yīng)積極應(yīng)用GPS定位以及POS系統(tǒng)，以提高空三測(cè)量的精度。

4結(jié)語(yǔ)

由于水利工程項(xiàng)目所處環(huán)境往往地形條件比較復(fù)雜，采用傳統(tǒng)的人工實(shí)地測(cè)量以及遙感技術(shù)等，難以滿足水利工程對(duì)于測(cè)量數(shù)據(jù)在全面性以及測(cè)量精度方面的要求，而無人機(jī)航測(cè)技術(shù)在水利工程測(cè)量中的應(yīng)用可以為水利工程工程項(xiàng)目的規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工建設(shè)以及運(yùn)行管理提供更加準(zhǔn)確全面的數(shù)據(jù)信息。因此要進(jìn)一步擴(kuò)大無人經(jīng)濟(jì)航測(cè)技術(shù)在水利工程測(cè)量中的應(yīng)用范圍，推動(dòng)我國(guó)水利工程建設(shè)以及工程測(cè)量技術(shù)的現(xiàn)代化發(fā)展。

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作者:胡志權(quán) 單位:重慶市水利電力建筑勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院