杨林波 谢飞 艾波 张加福
中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司 云南昆明 650033
摘要：随着我国水利工程的大力发展，已经逐渐深入一些偏远的地质复杂地区，社会上对于水利工程测绘工作的要求也越来越高。低空无人机遥感技术是一种近年来新出现的工程测绘技术。鉴于此，文章详细论述了水利工程测绘中对低空无人机遥感的应用，旨在可以为相关业界人士提供有价值的借鉴与参考，进而为行业的健康可持续繁荣发展贡献应有之力。
关键词：低空无人机遥感；水利工程；测绘；应用
前言：20世纪70年代，卫星遥感技术出现并逐渐被运用于信息收集，工程测绘还有环境保护等诸多领域的工作中。随着近年来卫星遥感技术和小型飞行器技术的发展，无人机遥感技术作为一种新式的测量技术，在水利以及建筑工程领域发挥出了巨大的作用。无人机技术相较于传统的水利工程测绘技术来说，具有很多的优势。
1无人机遥感技术
无人机遥感技术是伴随着无线电技术、卫星技术、传感器技术还有通讯技术等技术的发展而发展出来的，随着近年来国家对于水利工程的大力发展，无人机技术也得到了快速的发展。无人机遥感系统主要分为两个部分，第一部分是无人机飞行平台，它是一种可以通过无线电和计算机进行远程控制的飞行平台。一般模拟飞机的构造进行制作，在飞行平台中搭载机载计算机和用于拍摄视频的数码相机，可以实时的将无人机拍摄到的画面通过无线技术传递到地面的计算机终端中。在实际使用中借助卫星的导航和人工的指挥进行低空飞行，完成目标区域的影像数据测量记录工作。
第二部分是非量测相机，由于无人机飞行平台一般都是小型器械，其搭载能力有限，不能搭载高精度的专业量测相机，因此一般无人机遥感技术中搭载使用的都是数码相机，也就是非量测相机。数码相机相对于量测相机来说在进行实际遥感测量时存在着很多的劣势，一是测量稳定性低，容易受到外界干扰，不能精准地确定内部的方位元素。二是镜头畸变差大，这会直接导致相机的外部方位元素不稳定现象的出现，从而导致拍摄出的画面精度受影响，最终的成图比例出现差错。
无人机遥感技术经过多年的发展，在世界范围内已经得到了广泛的应用，特别在一些发达国家，已经完成了无人机遥感技术的普及工作。我国的无人机遥感技术研究时间相对较短，但随着近年来各大学研究院和企业研究的大力发展，在工艺上已经趋于成熟，例如江苏水科院还有河南水利勘测公司，在无人机技术上都取得了重大的突破。目前无人机遥感技术主要应用在湖泊、海洋、河流等水利工程测绘工作领域。
2水利工程测绘中低空无人机遥感技术的在的优势
2.1简化工作、传递信息
简化工作的优势主要体现在两点，首先是传统测绘方式需要大量的人力来进行多方面的测量。而无人机遥感技术可以通过摄像机来对水利工程的整体以及各部位进行精细的测量，极大地简化了工作，节省了人力。其次是信息的传递，由于传统的水利工程测量多是依靠人和器械，并通过图表和图画的形式进行描绘，在进行图的绘制过程中常会出现不精确的问题。而无人机遥感技术能通过摄像头对工程信息进行实时的传递，它能有效地保证信息的准确度，即使完成信息的传递。
2.2高速的数据处理
无人机遥感技术具有高速处理数据的优势，首先是因为它拍摄到的图像分表率很高，比起卫星遥感技术拍摄出的图像更适合中小型水利工程的参考资料。目前国内的无人机遥感技术的拍摄视频图像的分辨率以已经可以精确到一百到五百毫米，足以做出比例为一比一万的精确地图。
2.3应用范围广阔
无人机遥感技术应用范围广泛的优点有三点，1）应用领域广泛，无人机遥感技术可以适用于许多的领域，包括建筑工程、水利工程还有城市规划等许多领域。2）能适应各种恶劣环境的工作，无人机是在空中飞行，能在人员工作困难的区域完成测绘工作。3）造价较为便宜，相交于卫星遥感、飞机航拍和人工测绘来说对于企业来说负担较低，遇到特殊情况无人机损坏也不会造成太大的恶劣影响。
2.4具有较强的灵活性和机动性
无人机的体积很小，相对于卫星和飞机来说，具有运输方便和机动性好的特点。目前我国采用的无人机多是多旋翼无人机，在设计阶段还可以将机翼改为折叠式，进一步减少运输的压力。
而且多旋翼无人机的起飞与降落都十分便捷，起飞只需要一块视野开阔的空间上方无阻碍的空地，保证无人机下层地面能承载一定的压力，降落时可以通过降低无人机高度，由工作人员抓住无人机下部，关闭无人机工作，完成降落。
3水利工程测绘中低空无人机遥感在的应用
3.1水利工程测量中的应用
在水利工程项目的测量工作中，涉及到水利工程平面高程控制测量、纵断面测量、横断面测量、水下测量、地面测量、变形观测和定线放样测量等内容。在测量的过程中，需要根据测量项目所在的区域，合理地选择测量方法。
如，当测区为平原地区时，可选择经纬度测量与全站仪测量相结合的方法进行作业；对于山区的一些水利工程，受周围环境、地形等因素的影响，有必要采用低空无人机遥感技术进行测量。鉴于此，技术人员可在指定的安全区域实施无人机操控，低于1000m的风行区域，可完成云层下拍摄，获取分辨率更高的影像资料。且在水利工程的测绘工作中，低空无人机遥感技术的应用还可以完成自我校验与自主稳定，借助多轴云台航拍系统与相应的软件，可完成多张拍摄图拼接，最大程度降低误差。
3.2地质勘察中的应用
无人机遥感技术相对于传统的地质勘查技术来说，能对水利工程的地质环境进行全面而精确的检测，能有效的预防各类地质灾害的发生。我们知道，水利工程在施工过程中往往伴随着对施工区域的大面积改造，这种改造在前期往往会导致一些地质灾害的出现，对于传统的地质勘察技术来说，勘察时间间隔跨度长，不能及时的反映周围环境的变化。而无人机技术由于工作量小，可以经常性的进行拍摄，可以对周边环境进行动态监测，发现变化趋势，及时处理预防。
3.3工程监测中的应用
通常，水利工程的施工建设，对于地质条件都有着较为苛刻的要求，单纯的基本建设根本无法满足水利工程建设的需求。尤其是针对坝体耐久度的设计和施工，如果不能满足相关标准，那么整个水利工程的使用寿命将会受到严重的影响，频繁出现渗漏等对人们生命安全产生威胁的情况。而将低空无人机遥感技术应用到水利工程的日常监测中，就可以在第一时间发现水库渗漏的隐患，并根据水利工程的实际运行情况，采集危险区域的高清图像。
3.4土壤湿度调查中的应用
在水利工程测绘中，土壤中水分的变化也是不可忽视的影响因素，所以对水利工程的水文特点进行有效的研究和掌握非常关键。例如：土壤表层除了对阳光进行反射之外，还可以进行阳光能量的存储，而阳光的强度也会对土壤表层的颜色以及温度产生较大的影响，改变土壤的灰度值和含水量。而应用低空无人机遥感，就可以凭借其采集图像数据的高分辨率，来帮助工作人员更加准确地把握土壤灰度值，进行土壤水分的测量。
结束语：
总体而言，水利工程项目的测绘工作与低空无人机遥感技术相互结合，可以在原有的基础上，进一步提高工作效率。通过此种方式，推动水利工程项目的发展和进步。低空无人机遥感技术在水利工程测绘工作中，可以根据实际情况，合理地应用到日常监测工作、地质勘测、项目规划测量和土壤湿度勘查中。通过此种广泛深入的应用，可以提高低空无人机遥感技术的适应性，更好地推动项目的优化建设。
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