严雪渊 梁向阳 刘鲁宁
陕西省水利电力勘测设计研究院 陕西西安 710001
摘要：在全新的时代背景下，相关科学技术都有了突飞猛进的发展，各行各业也结合自身的实际情况不断引用新技术。对于水利工程测绘行业而言，也进一步有效应用了无人机航测技术，由此使水利工程测绘水平和效率得到显著提升。无人机航测技术的应用成本相对来说更低，操作更简单，有十分明显的应用优势，所以在水利工程测绘中得到越来越广泛的应用。基于此，重点探讨和分析水利工程测绘过程中无人机航测技术的应用情况，希望通过分析，能够为相关从业人员提供一定的启示和参考。
关键词：无人机航测技术；水利工程测量；应用
中图分类号：TV221 文献标识码：A
1 引言
无人机航测可以适应条件复杂的水利水电工程，在水利水电工程中利用无人机航测技术，可以满足工程测绘需求，获取高质量的测绘成果，满足工程设计和施工的要求。
2 无人机航测技术概述
2.1 技术原理
无人机航测技术是将无人机作为飞行平台，在平台中配置高分辨率摄影仪器与激光雷达等装置，基于影像信息采集系统，远程控制机载设备开展测绘影像采集与同步传输作业，从而实时掌握测区情况。同时，影像信息采集系统由地面监控以及飞行控制系统加以组成。在无人机航测期间，地面监控系统负责对所获取影像信息进行整合预处理、质量检测、构建三维立体模型与生成核线影像。而飞行控制系统负责操控无人机按预定航线飞行，将航线重叠度与旁向重叠度分别控制在70%与50%。在特殊情况下，工作人员远程控制无人机躲避障碍物与修改航线。
2.2 技术要求
为充分发挥技术优势，最大程度减小外部环境与人为等因素对工程测量精度造成的影响，在应用无人机航测技术时，必须满足以下技术要求：第一，系统全面检查。对所配置数码相机与数字彩色航摄相机等设备的运行状态进行检查，及时发现并解决设备潜伏故障。同时，根据工程测量作业需求，对无人机航测系统结构与使用功能进行优化调整。第二，对测区现场环境进行初步勘察，判断是否具备无人机起降条件，结合地质地貌结构与气候条件来规划无人机航线。第三，在无人机航测期间，工作人员必须严格遵循技术流程，禁止出现违章操作与私自篡改航测流程等问题。
3 无人机航测技术在水利工程测绘中的应用分析
3.1 利用航摄成图技术
利用航摄成图技术可以测量外业像控点的布设，利用区域网布设方案，在拍摄照片之前，工作人员可以通过实地布标，在航拍之后布设地物点，测绘人员利用航摄成图技术测量和布设平面控制点和高程控制点以及平高点。在利用航摄成图技术的过程中，通过航线网布点，设置航向分段为不同的平高点，实际工作中测绘人员要在方向线垂直直线上布设航线首尾端的控制点。测绘人员要根据摄影区域的情况，合理选择无人机航线，保障无人机在航测过程中可以达到 60%以上的测量区域重叠。实际工作中主要是在无扬尘和云雾少的时间段内落实航摄工作，此外要考虑地表植物等对于成图工作的影响，如果时间允许，测绘人员可以利用季节因素，合理控制摄影时间，利用无人机航测技术全面满足水利水电工程需求。
3.2 无人机航测外业处理
在具体的应用过程中，所涉及的无人机航测外业流程主要包括：控点布设→航线设计→飞行作业。在控点布设的具体操作过程中，用无人机航测技术设置工程控制点，每260m设一个点，因实体工程大多都在地势较复杂的地区，通常情况下进行人工测量将面临极大的难度，同时其测量的精度不足，有较大的危险性。
所以有效应用无人机航测技术有着得天独厚的应用优势。在实际的操作过程中有效采取1∶1200比例尺，针对所在地区的地形图进行测量，从实践中来看，在水利工程的施工建设过程中，因为各项工作比较烦琐复杂，对此要结合实际情况有针对性地设计和制订相对应的布设控制点方案，有效利用GoogleEarth软件针对所测区域的具体位置进行明确定位，确保每隔200m布设一个相对应的控制点位，针对地势比较起伏复杂的区域，要有效标记。通常情况下所涉及的设计宽度为15cm，通过这种方式，能够进一步有效分辨地面为6cm的影像。在实际操作过程中，通常普遍采用空中三角测量和GPS测量方法，空中三角测量用DATMatrix软件做好空三加密，然后进一步结合地域的具体情况展开分区控点布设，然后通过有效的自动匹配模式测量相对应的像控点，以此使误差有效排除，确保无人机航测数据更加精准有效。
3.3 地形测绘
地形测绘主要解决的是地形地貌与地物分布及属性特征。低空无人机载系统获取的点云及数字高程模型可形成地形地貌，再通过EPS等软件生成地形等高线。地物先采用数字正射影像绘制，然后人工进行少量修饰。例如，等高线遇建筑物、斜坡、陡坎等特殊地形时需通过人工判别方式进行修饰。该项目通过自动生成等高线结合人工绘制地物基本解决了地形图的测绘，将测绘模式从全野外测绘转至内业测图结合外业调绘的方法，提高了工作效率、降低了外业强度。
3.4 数据处理
在无人机航测数据处理环节，主要分为数据准备以及数据解算步骤。其中，在数据准备步骤，工作人员将无人机航测系统中所存储测绘影像数据进行导出，对航拍位置以及影响数据进行处理，如调整旁向倾斜角与分类整理航测数据信息等。同时，对影像数据质量与无人机整体情况加以检查评估，如贴线率及姿态角度，如果评估结果不佳，表明所获取测绘影像的完整度与成像质量较差，在必要情况下进行复飞。而在数据解算步骤，根据已知数据信息构建位置坐标体系，绘制位置坐标图，将坐标值与测区现场实际位置加以匹配处理。随后，对相应参数进行处理规划，基于控制点位置选择坐标体系，并完成DOM数据处理作业即可。
3.5 基础信息平台
第一，要确保数字化测绘技术的完整性和准确性。利用数字化测绘技术强调调焦与对准、测量与定位等关键环节，确保数字化测绘技术的恰当性和合理性，使水利工程基础信息平台能够更好地达到数字化、信息化目标，使基础信息平台在水利工程测绘、施工、管理中发挥出更多、更广、更深的价值和功能。第二，数字化测绘技术在水利工程基础信息平台建设的应用过程中要重视通用性和兼容性。利用数字化测绘技术在信息加工的优势，整合和重构不同项目、不同专业、不同领域的数字化测绘成果，将测绘技术以数字化和直观化的方式加以呈现，使数字化测绘技术成果在基础信息平台和水利工程建设中得到全面化、系统化的应用，使水利工程基础信息平台成为数字化测量工作的基础和前提。第三，数字化测绘技术在水利工程基础信息平台建设中的应用要建立必要的校验模块和记录空间，详实记录不同阶段、不同过程中数字化测绘技术形成的数据和信息，建立水利工程基础的完整信息，为科学决策、全面应用基础信息平台提供保障。
4 结束语
随着科学技术水平的不断提高，在水利水电工程中无人机航测技术发挥着重要的作用，可以提高工程测量的准确性，保证水利水电工程质量。
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