无人机航测在水利工程测量中的应用

发表时间:2020/10/21   来源:《建筑实践》2020年17期   作者:商建涛
[导读] 在我国社会现代化发展水平不断提高以及科技化程度不断深入的带动下
        商建涛
        江苏省江阴市理想空间测绘有限公司 江苏省江阴市214400
        摘要:在我国社会现代化发展水平不断提高以及科技化程度不断深入的带动下,各行各业整体发展水平呈现出前所未有的上升势态,特别是水利工程在多元化科学技术的辅佐下,具有的作用和价值得到了充分发挥。将无人机技术运用到水利工程测量相关工作中,不仅能够节省大量的人力、物力、财力,而且还能保证收集到的数据信息具有较高精准性,甚至对一些地理环境较复杂、危险性较高的区域也能够进行快速、准确测量。因此相关人士应该加强对无人机技术的重视力度,采取多元化的措施在其中存在的问题妥善解决。本人针对水利工程测量相关工作中无人机航测技术的有有效应用途径展开详细分析,如果水利工程整体发展水平的进一步提高奠定坚实的基础。
        关键词:无人机;航测技术;水利工程;测量

        引言:由于无人机测绘技术具有的优势已经受到相关业内人士的一致肯定和好评,因此得到了普遍运用。在水利工程测量相关工作中运用无人机测控技术,不仅能够使水利工程测量工作的效率有效提高,而且还能使传统测量工作所需的成本大幅度降低,并且通过较为简单的操作方式,能够对复杂地形和危险区域进行全面测量,保证相关工作人员生命安全的同时,提高数据信息的精准性。因此采取多元化的措施对无人机航测技术进行不断完善,才能使我国水利工程测量工作整体质量不断提高的目标有效实现。
一、无人机航测外业流程
        在水利工程测量工作开展过程中,想要使无人机航测技术具有的价值能够得到真正发挥,相关人士应该以实际分辨率以及实际测量对象为基础,对无人机航测飞行路线、拍摄时间、拍摄位置做好充分的提前准备,为无人机行测拍摄提供良好的环境,具体工作流程如表1所示。
        

        通过对无人机航拍流程的深入研究能够知道,利用无人机替代传统人工检测方式的最大好处,就是能够将传统人工方式测量中,在进行控点布设时存在的误差问题彻底消除。在进行无人机航测的过程中,首先要对测量工作所需比例尺的规格进行确定,然后通过对 Google Earth软件的有效应用,对具体位置进行锁定,并将控制点位分别布设在距离合理的各个位置。在进行布控点配置设置时,必须结合实际测量环境的地理情况进行综合分析,其中RTK测量、GPS静态测量、空中三角测量、导线测量为普遍运用方式,并且需要结合实际测量目标和具体环境选择合理的测量方法。
        在对无人机飞行航线进行设计的过程中,需要对无人机的飞行安全、飞行路程、飞行高度、分区高差、航向重叠度、旁向重叠度、地面分辨率等众多因素进行综合考虑,所以在实际飞行之前,要对无人机摄像头的焦距进行自动或手动调节。在此基础上,结合具体项目的实际要求以及实际地势环境,通过精密的计算和科学的检验,对这些参数进行合理设置。
二、无人机航测内业处理
        为了对无人机航测技术在水利工程测量工作中的准确程度进行深入探究,可以利用GNSS、全站仪等光电测量设备,针对经过业内线划处理以及外业航拍的地形图进行精确度检测,在检测的过程中只需选择部分特点即可,使其高程精度
范围在20cm以内,平面精度范围在10cm以内,其中部分点位校差情况统计结果如表2所示。


(一)收集数据
        当无人机航测工作结束之后,需要在第一时间将无人机收集到的信息数据进行导出。这些储存在无人机内存卡中的数据可以通过拷贝导出,但是必须经过一定的处理之后才能对这些数据信息进行利用。这是因为无人机搜集到的信息数据包含内容众多,需要将其他无关因素剔除之后,得到水利工程测量工作所需要的航向旁向倾角、航拍范围、偏旋角度等重要信息,然后运用专业的软件对拍摄位置、拍摄时间、航向倾角、旁向倾角等航拍位置和影像进行处理,再将收集到的影像数据信息进行对比和整理,使其以地理图像缩略图的状态呈现。这样不仅能够对控制点的实际布局位置进行合理设计,为对应图像的有效标记提供依据,在此基础上,将最终整理好的信息进行保存[1]。
(二)解算数据
        在对无人机航测数据信息进行解算的过程中,主要分为4个流程,项目的新建、控制点的添加、数据的处理、数据的导出。首先,在DAT Matrix软件中将航测图像的数据有效导入,然后对相应位置进行坐标的建立,保证POS数据与无人机航测得到的数据图像高度匹配,然后通过对计算机技术的合理应用,得到最终优化匹配数据。与此同时,在对控制点编辑器进行运用的过程中,需要在编辑器中导入具体文件和实际布局数据,从而使空中区域位置得到有效标记。在对数据进行全面高精度处理时,可以选择局部处理系统,先对图像控制点的具体位置进行调整,然后再对局部进行处理,保证图像控制点的处理精确度达到对应标准之后才可停止。这样不仅可以通过具体的检查手段对数据进行处理,还能保证数据具有较高的精确度和准确性[2]。
(三)其他数据计算方法
        20世纪末,无人机航测技术相关人士提出了一种全新的数据解决方法,即单历元计算方法。该方法的实施由以下5个环节组成:第一,相关测量人员需要对现有的技术手段进行灵活运用,使GPS点近似坐标的位置明确,并且保证坐标点定位存在的误差上下浮动保持在±2m以内。第二,结合实际情况对卫星星座进行有效选择,在此过程中需要注意的是,选择目标一般为4颗几何形状最好、PODP值最小的卫星,在对其具体坐标进行计算时应使用双差分方程。第三,根据计算得到的坐标位置,对所有卫星的模糊函数值进行计算,对计算结果进行合理选择,从而组建一个全新的模糊搜索空间。第四,运用双差分方程和最小二乘估计方法在组建的模糊搜索空间中计算残差平方和。第五,使用F检验,对数据的模糊度进行最终确定[3]。
        结束语:根据以上针对在水利工程测量工作中无人机航测技术的有效应用途径,展开的深入分析和全面研究,我们能够更加明确的了解,由于人们对无人机航测技术的重视,使得水利工程测量工作质量在无人机航测技术的辅助下已经取得了重大进步。虽然无人机航测技术凭借自身的优势为水利工程测量工作作出了突出贡献,然而在实际应用中由于受到各种因素的影响,需要在现场实际环境中对各项参数进行实验和调整,导致无人机技术并没有达到至善至美的程度。因此相关人士应该对无人机测试存在的问题进行深入分析,明确了解导致相关问题出现的原因,在此基础上,采取对应的措施将这些问题逐一解决。长此以往,不仅能够使无人机航测技术整体发展水平得到进一步提高,为水利工程测量工作提供强有力的技术支持,而且还能使水利工程整体性能得到不断完善,为人们提供高品质生活服务的同时,为我国社会稳定发展贡献积极的力量。
参考文献:
[1]蔺全奎,李伟哲.小型无人机航测技术在水利工程中的应用[J].西北水电,2020(05):167-169.
[2]吴波涛,冯琦.无人机航测在水利工程中的应用[J].长江科学院院报,2019(03):83-85.
[3]王光彦,等.低空无人机遥感在水利工程测绘中的应用研究[J].测绘与空间地理信息,2020(05):199-201.
[4]王雪娇,董改改.像控点布设方案对水利工程无人机航测项目精度影响的研究[J].中小企业管理与科技(中旬刊),2019(08):172-173.

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