无人机航空摄影测量技术在水利工程测量中的运用刘志强

发表时间:2020/6/30   来源:《科学与技术》2020年5期   作者:刘志强
[导读] 近些年,社会的高速发展,带动了我国科学技术不断进步。
        摘要:近些年,社会的高速发展,带动了我国科学技术不断进步。水利工程的建设为我国的农业灌溉、防洪抗涝和发电等领域的工作提供了保障,成为现代化建设中的重点内容。随着工程规模与数量的不断扩增,为了提供安全的社会生产与生活环境,应不断促进水利工程质量的提升,以满足社会各领域的需求。无人机航空摄影测量技术在水利工程中得到了广泛的应用,能够有效获取建设区域的相关数据,满足设计与施工的要求。论文通过分析无人机航空摄影测量技术的特点,探索无人机航空摄影测量技术在水利工程中的运用。
        关键词:无人机;航空摄影测量技术;水利工程;运用
        引言
        随着我国经济与社会的全面化发展,国家投入更大的精力来进行水利基础设施的建设,中小型抗旱规划建设项目越来越多,极大地促进了水利工程事业的发展。水利工程项目的建设最为主要的一项工作就是项目测量,尤其是坝址、水库淹没范围、征地移民等方面的测量,如何才能更好地提升测量精度与效率、降低成本是亟待解决的问题。
        1无人机航空摄影测量的技术优势
        1.1操作灵活,测量方便
        无人机体积小、重量轻,可以搭载微型高清摄像机,人为操控对特定的目标区域进行测量,操作十分灵活方便。在飞行模式上,可以垂直升降,不需要专门场地,或是弹射架等辅助设备。根据无人机实时反馈的航测影像,如果技术人员对航测结果不满意,还可以操作无人机对局部区域进行多角度反复航测,直到获取满意影像资料或数据信息为止。另外,由于无人机小巧轻便,能耗较低,续航能力较强,目前一些主流无人机,续航能力通常在30min以上。
        1.2无人机与无人机与GPS结合结合
        在水利工程测量中,可利用无人机进行测量工作,无人机具有灵活快速特点,且与且与GPS结结合,可在测量过程中,有效采集高程点。同时,针对测量成果,无人机与无人机与GPS结合结合,将呈现数字化地形图。由此,在水利工程测量中,就可达成节约成本的目的。
        1.3拍摄成本低
        与大飞机无人摄影方式对比可以发现,无人机航空摄影的方式具备更低的成本,操作也更加便捷,尤其是对于一些地形复杂或者存在较高风险的区域,其都有着非常高的优势。
        2无人机航空摄影测量技术在水利工程中的运用措施
        2.1外业像控点布设
        区域网布设的方式在外业像控点布设中较为常见。在河道两侧的平坦地面和公路边侧中,可以布设相应的像控点,这也是水利工程建设中的关键环节。像控点在耕地较多的区域应适当增加,平均布点的方式应用于田间工程中,能够有效对淹没问题进行处理。
        2.2像控测量
        在水库测量中,利用无人机航空摄影测量技术,应有效控制水库成图范围。由此,在实际测量中,,对水库有效成图范围,相关人员应合理布置水库像控点,尤其是水库的中心位置及四周范围,需结合水库实际情况,设置不少于设置不少于20个的控制个的控制点,并保证各个控制点,均设置为平高点,进而保证像控测量质量。在实际测量中,相关人员应严格遵守以下规范及要求,即像控点位置选择规范、满足满足GPS观测要求等观测要求等。具体而言,针对像控点位置选择规范,应选择水库顶点或拐角处,保证水库的交角状况良好,使影像距离大于使影像距离大于0.2m。在像控点布置中,高程位置不能产生较大变化。同时,对于水库像控点,相应刺点目标影像,应保证清晰。在实际测量中,对于水库环境而言,应满足应满足GPS观测要求观测要求,,将接收设备安装在水库视野宽阔的地方,并保证接收设备周围,并不存在较大范围的遮挡。如此,在无人机航空测量中,相应的远景及近景,都可获取高质量成像,进而保证后续测量效果。


        2.3调绘
        在水库测量中,水库调绘工作极为重要,通常采用的调绘方法,即为综合判读调绘法,以下简称综合法。探析水库调绘综合法,即是针对室内判读,进行调绘工作,随之针对水库野外环境,进行核查作业,并做好水库野外环境的定性处理工作,进而清绘整饰室内判读。探析调绘工作的主要内容,一般包括道路、基础设施、管线、居民地、独立地物、水系、植被等。
        探析综合判读调绘法的应用,其主要流程为室内判读调绘、野外核查、调查定性、室内清绘整饰等。在外业高程采集中,一般情况下利用全站仪实测高程,可保证航测成图的平面精度。然而,在实际操作中,若高程精度较低,就不能满足采集要求。同时,在测量区域,若植被覆盖较为严重,相关人员应清除部分植被,并对部分高程点执行加密测量操作,保证外业测绘成效。在调绘工作中,相关人员应有机融合室内及室外情况,进而保证水库调绘工作的有效性。
        2.4航摄
        在水库建设中应用无人机航空摄影测量技术时,常使用索尼A7R,该相机能够获取质量较高的影像资料。另外,该技术结合了GPS技术,并采用2架无人机同时测量以增强测量效果。无人机的合理飞行高度为724m,飞行过程中,应防止出现较大的波动;地面分辨率为0.09m,无人机的测量区域面积值为10km2。同时,具备较高的色彩饱和度,能够帮助工作人员直观地分析水库的周边情况,以制订针对性的建设方案。通常情况下,无人机的航向重叠度为75%,旁向重叠度为50%,能够满足测量工作的需求。
        2.5空中三角测量
        本次测量工作中应用SVS软件来实施空三加密,按照飞行与影响分布的条件,将空三区的位置划分成加密区。一般情况下,加密区主要采用的方式是手动和自动的方式完成加密的,也就是说在自动配合的基础上实现两点测试,将粗差去除掉。人工吊证到连接位置达到标准要求,确保其处于2/3个像素以内。
        2.6外业高程采集
        在实践过程中,该仪器的使用精度能够满足技术实践标准要求,但是总的来说,它的数据精度不足,在应用上与技术规定的内容还存在一点差异性。此外,全站仪与PTKG-PS技术在进行高程参数测量时,需要对覆盖植物的范围进行考虑,在实践过程中,需要将遮挡测量的内容排出,从而对高程监控点进行加密处理,形成效果图。
        结语
        无人机低空摄影测量技术应用效果非常明显,测量精度比较高,可以满足水利工程的施工需要,但是在实践中还需要注意以下几点:(1)无人机低空摄影测量可以将大量的外业工作转入到内业进行,人员数量并未减少。(2)航测区域如果含有大面积水域,要结合水下测量以丰富测量数据。(3)等高线数据采集工作对于整个测量处理环节来说有着一定的影响,对于一些植被数量较少、模型精度相对较高的地区来说,通过软件能够形成等高线。(4)大面积区域进行测量时,应用无人机航测存在一定的缺陷,会导致影响数据量过大,作业量也会更多。当前无人机航测技术成熟度较高,但是应用到水利工程中的时间还比较短,在实践中还需要加强研发,提升技术水平,以满足实际使用的需要。
        参考文献
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        [2]王建.关于无人机航摄在水利巡查方面的应用探讨[J].水利发展研究,2018,18(6):57-59+65.
        [3]黎瑾慧,王雪平.无人机航空摄影测量技术在水利工程中的应用分析[J].门窗,2019(4):120.
        [4]陈小龙,王海涛,董快鸽.无人机低空摄影测量技术在水利工程测量中的应用[J].陕西水利,2018(5):220-221.
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