王俊雷 马坤 王娜
黄河水文勘察测绘局 河南省郑州市 450003
摘要：近年来，随着我国经济的快速发展，基础设施建设进入了前所未有的繁荣时期。在基础设施建设过程中，水利工程测量是一项非常重要的工作，与地形测量密不可分。无人机技术又称无人机航空遥感技术。这种新型航空遥感技术广泛应用于国土资源监测、应急测绘保障等重大工程中。
关键词：无人机技术；测绘测量；应用
一、无人机航测系统
无人机航测技术是指利用安装在无人机设备上的摄像机等高精度传感器，采集和传输航测工程数据的技术。在无人机技术还不成熟之前，它通常使用传统的飞机航拍。这种模式周期长、投资成本高，在一定程度上限制了航测技术的应用，难以满足工程测绘数据快速更新的基本要求，导致许多工程测量不再使用航拍技术。无人机低空航空测量是目前最先进的技术手段之一。在地理信息数据采集领域，在抗震救灾、地理、水利工程建设等方面表现出良好的效果。
二、无人机在实际应用中存在的问题
通过对无人机在工程测量中的总体情况进行分析，可以看出无人机总体发展较好，在一定程度上解决了水利工程测量中的难题。但在实际应用中也存在一些问题。一是无人机在水利工程测量中的环境较为复杂。其次，无人机技术本身存在一些缺陷和问题。
（一）适应能力比较差
一般来说，无人机作战最有利的环境是没有复杂地形的开放环境。然而，我国许多水利工程的地形比较复杂。虽然无人机在飞行过程中可以避开障碍物，但如果作业区障碍物密度较高，则无人机在工作过程中容易受到干扰，导致无人机坠毁。同时，在这种情况下，无人机的工作效率也很低，无法最大限度地发挥自身的价值，这也是许多企业难以解决的问题。此外，如果工作区域较为复杂，则无人机在接收和发送信息的过程中具有较高的不稳定性，也会导致无人机坠毁。因此，在实际工作中，首先要解决如何提高无人机在恶劣环境下的稳定性问题。
（二）容易受其他因素的影响
无人机在正常运行过程中，不仅受到区域性因素的影响，而且容易受到自身因素和其他因素的干扰。其中最严重的问题是一些不确定因素的影响，如无人机在飞行过程中可能受到鸟类、事故的影响。另外，无人机自身存在的问题是电池寿命不足，不能及时充电，这在一定程度上限制了无人机的发展。
（三）无人机的优势与不足
传统的基于水准仪、经纬仪和全站仪的测量方法，通过引入GPS技术，提高了工作效率。面对地形复杂、地形破碎的河流，传统的测量方法仍不能满足快速测绘的要求。随着信息技术的飞速发展，无人机摄影测量技术在遥控、飞行质量等领域得到了很大的发展，已经应用于国民经济建设的许多领域。具体到水利行业，该技术在水利规划设计、防洪、数字水利建设等方面具有良好的应用前景，由于其地形影响小、机动性强、成图速度快等特点，取得了一定的效果。无人机摄影测量技术具有上述优点，但由于其自身的硬件和技术特点，限制了其在实际生产工作中的应用。水利工程地处山区、平原河流，高海拔地区地形相对破碎，影响无人机摄影测量的高程精度。然而，高程精度对水利工程的质量和安全起着至关重要的作用，因此有必要对无人机摄影测量的高程精度进行研究。结合具体项目，对无人机摄影测量的高程精度进行了分析，为今后提高无人机数据的高程精度提供了思路。
三、水利工程测量工作中无人机航测技术的应用要点
（一）无人机航线规划要点
无人机飞行航线设计时，应严格按照无人机航空测量技术规范进行。
结合水利工程测量对测绘精度的要求、无人机的质量性能指标及其空中测量装备的技术参数，科学地确定了无人机的航向、航向、转弯半径、起飞角等空中测量参数。以无人机航空测量中常用的固定焦距A7RII单反相机为例，当绘制比例尺1:1200时，无人机的飞行高度应同时设置在300~350米，合理控制无人机航向和侧向的重叠度，以保证数据采集的全面性。同时，可以将航向重叠控制在50% 左右，以满足数据完整性的要求。此外，在无人机航线设计中，应综合考虑水利工程测量对高差和地面分辨率的要求，在保证飞行安全的前提下，尽可能避免航线重复。
（二）内业数据处理要点
在无人机航空测量数据的野外处理中，首先要对图像进行校正。由于拍摄设备性能的限制，镜头边缘会出现明显的畸变。因此，利用专业的处理软件，结合相机模型和标定数据，完成图像数据的格式转换和纠偏，航测数据用空中三号进行加密。目前，有许多软件可以应用于空中三重加密，处理过程基本相同。它们都需要在新项目完成后导入数据，并自动生成飞行带进行图像处理和分析。在提取同名点和测量锥点后，进行了平差求解和精度评价，为数据模型的建立奠定了良好的基础。在整理数据时，应在新工程后增设控制点，然后对数据进行处理，最后对各处的完整数据进行处理。在解决这个问题的过程中，我们可以将航测数据导入到数据分析软件中，建立一个三维坐标系，使航测数据与定位数据相匹配。然后，可以用计算机自动完成数据的计算和优化匹配。测量员可以加强布局数据和相关的文件信息进入控制点编辑器来标记空域。在处理数据时，可以调整现场处理对象的控制点的位置，以确保精度能够满足测量要求。经过数据处理后，可以检查控制点的准确性。
（三）高空摄影
水利工程测绘人员在使用无人机进行工程测绘前，应当对水利工程进行规划和区位划分。在测绘区域内，测绘人员只需使用一架无人机测量水利工程地质学。水利工程测量人员在进行测绘时，应当观测气候环境，确保天气不影响无人机的飞行和拍摄。在无人机飞行过程中，水利工程测量人员应合理规划无人机的飞行路线，使无人机在飞行拍摄过程中，能在每个测绘区域获得约95张胶片，这些胶片应具有高清晰度、明亮光线和正常曝光的特点，使水利工程测量人员能够通过这些胶片画出水利工程的地形。
（四）全数字空中三角测量
全数字化空中三角测量利用国外数据系统对我国水利工程进行测量，使水利工程测量人员在绘制地图时有坚实的数据基础。这种全数字化的空中三角测量不需要测量人员过多的干预，使无人机能够对水利工程区域进行射击和测量，从而能够快速发送水利工程地形的各种信息和数据，使水利工程测绘人员能够利用精确的数据绘制地形模型，为水利工程的后续设计打下坚实的基础。后测人员在使用全数字化空中三角测量系统进行测绘时，还可以描绘山体结构，从而提高地形图绘制的准确性。
四、结语
综上所述，加强无人机航测在水利工程测量中的应用，研究无人机航测方法在水利工程测量中的应用具有重要的现实意义。通过非人机航测，为偏远地区的水利测量工作创造便利条件，提供有效的测绘资料，加强各类灾害应急保障管理。在水利工程建设过程中，通过加强无人机航测工作的有效监控，最终完成三维设计建模和施工工作，保证工程测量工作提高测绘工作效率，促进水利工程测绘行业展览会的健康发展。
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