卞磊
湖北省水利水电规划勘测设计院 430064
摘要：无人机航测作为一种新兴的技术，在许多领域当中都得到了非常好的应用，尤其是将无人机航测使用在山区测绘的过程当中，无人机航测是比较容易操作的，而且不会受到山区的各种各样的地形的限制。对于数据的传输非常的快，使用无人机航测的成本也比较低，因此非常受到人们的欢迎，在监测资源以及工程地形测绘当中发挥着非常重要的作用，本文主要就无人机航测技术在山区水利测绘当中的使用进行简单的分析以及研究，希望能够给予相关工程一定的帮助。
关键词 ：无人机航测 ；山区水利测绘
随着社会化进程的不断的加快，各种新兴的科学技术开始在社会当中不断的应用，我国的航空摄影技术发展的也非常的迅速，并且在不断的更新以及进步的过程当中得到了全面的发展，无论是在灾害的监测，还是在地图测绘的应用当中都发挥了非常大的作用。应用航空摄影技术能够有效地对于相关的资源和工程的建设信息及时的获取，并且也能够为项目的发展提供更多的讯息。在客观条件下可以发现，虽然说航空摄影技术的存在使我们得到了很多的便利，但是该技术也存在着一些劣势，例如将其使用在山区的时候，虽然说有一些山区的地形不利于人工去进行小范围的测绘，我们会在这个时候采取航测，但是航测在完成作业的同时，也会导致各单位的成本出现剧增，而无人机技术正是在这个时候出现的，无人机技术也能够完成航测完成的技术同样还可以弥补航测存在着的劣势，无人机技术的出现能够为航测的未来的发展以及进步提供不可估量的作用。
1、无人机航测技术与应用流程
无人机属于一种非常新型的航测手段，相较于传统的航测来说，无人机的性能更好，而且造价非常的低廉，不容易产生事故，操作起来非常的灵活，所受的监控区域的限制比较小。而且无人机在航测的过程当中，主要依靠的是各个测量设备，能够有效地为其提供更高分辨率的摄像机，所测量出来的数据非常的精准，对于后期影像的处理也起到了一定的帮助，依据精度来为地图和相关的模型进行绘制，无人机的操作非常的简单，而且设备维护起来其成本非常的低，能够有效地将其使用在测量上面，可以解决有人飞机存在着的局限性问题。
利用无人机对某采坑进行航空数字摄影测量，该测量区域的东西长为500m南北长为900m整体面积为27.96，最高点的高程大约在155.7m左右，最低点为126m，作业区域内存在着小面积的树林，其他位置都是裸露的岩石，在对其进行航飞测量的时候，风力等级为2~3级左右，天气比较晴朗。本次工作的主要的内容就是对于该地进行勘探，本次作业的野外像控点以及特征点部分使用的是RTK方式，采取的仪器为中海达a12 GNSS RTK，平面坐标系使用的是国家坐标系，高程坐标系使用的是1985国家高程系，投影坐标系为投影3°分带，中央子午线为114度，在进行航测作业以前，无人机依据该边界进行了一定范围的研究，并且依据各项飞行数据选择了一个最佳的起飞地点。
2、无人机适用情况分析
众所周知，我国的资源分配是一个非常严峻的问题，尤其是现在的经济发展的非常的快，合理的资源配置对于经济的影响是非常大的，尤其是水利资源。如果我们想要去完善水利资源的配置的话，那么就需要研究如何去建筑运河以及各种水利设施，这个时候就有必要对当地进行水利测绘工程的研究。从目前我国的地理环境来看，水资源分配的是非常的不均匀的，基本上都集中在西部，所以说水利工程测绘也会变得更加的严峻。而且在高山峡谷地区，所呈现出来的地貌跟地形都非常的复杂，除了一些比较陡峭的边坡，还有变幻多端的河谷，这更加加剧了人工的难度。在这个时候使用无人机能够以较强的稳定性来有效地帮助测绘人员取得更多的信息。在这个使用的过程当中，工作人员一定要详细地掌握该技术，并且控制好无人机的起飞以及降落当中的每一个细节，现在在测绘的过程当中，大多数的情况下使用的都是旋翼无人机以及固定翼无人机，这两种无人机在使用的时候各自存在着优缺点，我们可以依据不同的场景来进行选择，这在一定程度上也有利于提升无人机航测的准确性。
无人机航测拥有着非常多的优点，比方说它的测绘数据会变得更加的高清晰，而且是大比例尺，高现势性的，特别适合使用在一些带状的区域来进行拍摄，比方说海岸线或者是公路，铁路等等。无人机航拍测绘系统能够有效地携带数码相机以及各种数字彩色摄像设备，这样能够更快的去获取一些相关的信息，而且具有非常高的分辨率影像，能够获取更加精准的数据，最为重要的一点是，无人机系统能够依据所获得到的信息生成三维图像以及三维景观模型。这些数据能够直接运用在各种系统当中，比方说精准农业或者是林业系统以及三维地图等等。
3、无人机在山区水利测绘当中的实际应用
（1）做好各种准备工作
依据所要测量的地区来对其进行分析。一般来说，如果测量的环境不是非常的稳定，因此必须要做好前期的防护工作，工作人员需要提前进行分析，确保所有的航测数据的准确性，因此，需要在无人机航测之前首先对地图进行导入，合理的规划出一个适合的航线，确保影像资料不会出现过多的重复。其次，天气因素是影响无人机航测的一个非常重要的问题，如果想要对地区进行航测的话，首先应该选择一个天气比较良好的时段来航测，这样可以保证所收集出来的图片信息都是比较准确和清晰的，能够让航测的影像资料变得更加的具有价值。
（2）传感装置的技术要点
在山区水利测绘工程当中，使用无人机航拍技术跟遥感技术进行有机的结合，能够有效的提升测绘数据的准确性。因此这对于无人机航测的技术来说，要求会非常的高，航拍的装置分辨率一定要满足测绘的需求，让传感技术能够有效地适用无人机的飞行位置，这需要无人机的遥感器，无论是体积还是状态，都必须跟无人机相适应，这样才能够提升航测的准确性。同时，在测绘作业开始之前，需要对本次的航线以及方位进行规划，并且重点考虑在该山区环境下无人机最大的飞行高度在多少，要将无人机的各项数据提前进行对接，使遥感装置能够及时的获取相关的数据。在对无人机的行策规划的过程当中，需要考虑到无人机遥感装置的存储量，促进遥感装置全面接收数据，更好地完成数据的获取与输出。当前在山区水利测绘当中使用的摇杆装置当中，主要还会搭配上扫描仪设备。通过专业的数码相机能够更好的适应山区的复杂地形，所以在进行航测之前还需要对数码装置进行质量检查，避免在完成航测的时候出现数码相机产生距离偏差的问题。无人机应用在山区水利测绘当中，需要对传感器的配置以及规划进行重新的设计，使其更加适合使用在山区当中，这样才能够更加好的促进无人机的精确度，能够获得更加清晰的地形图数据。
（3） 无人机航拍
现在无人机技术发展的非常的好，大部分航拍过程当中已经实现了利用软件来对其进行自动控制，可以有效地对山区的河道进行详细的调查，具体的无人机航拍的操作流程如下所示。①结合河道的走向，规划出航线以及相关的数据，按照设定要求对其进行重叠。一般情况下，航线的重叠度为65%~70%，旁向的重叠度为60%~65%，航线的数量依据具体的测区范围进行合理的布设。②为了能够保障航班作业可以顺利地展开，需要在无人机安全操作的前提之下进行相关事项的准备，首先需要依据工作的计划，准备好足量的电池，保障无人机的续航时间。第二点就是要检测好无人机的GPS导航信号情况，防止因为卫星失误而导致出现飞行事故。第三就是要严格的掌握好摄影的天气，原则上必须要在晴天才能够真正的进行拍摄。第四点是要依据飞行的高度以及当天的大气能见度来选择合理的曝光参数，这样能够保证最终的成像质量。第五点是在拍摄完毕之后需要立刻对质量进行评估，如果出现不合格的地方的话，应该及时的补飞。
（4）测绘优点
过去陆地和水上巡河的确存在盲区，比如，有些地方杂草丛生，或者有障碍物遮挡，人无法去到，就无法看到这些盲区的水质和排污情况，容易存在巡查“死角”。有些河湖面积大、流域广，地形复杂，人力巡查难度大。借助科技手段推行空地结合、人机结合巡河新模式，让无人机担任“巡河员”，全方位、无死角观察河道情况，水面漂浮物、排污口、甚至违章建筑都一览无余，可更高效地收集河流水质、污染源、排污口等信息，进而缩短巡河时间，提高巡河效率。结合“无人机+大数据”平台，通过设置河(湖)及河道水情、水质、漂浮物等监测站点，采用无人机航拍、在线监控等新技术，对河道水质、水生态水环境变化情况进行动态监测，实时数据和画面纳入智慧河长管理信息平台，可以作为历史资料留存，将来，可以通过对比及时发现潜在隐患或测评治理效果。
结束语 ：
在山区水利测绘的过程当中，由于测区的情况是非常的复杂的，所以相较于传统的行策来说，使用无人机航测能够使成本变得更低，而且体积也比较小，正好符合这类工程的测绘需求。无人机在航测的过程当中有着非常多的技术优点，但是同时也存在着一定的劣势，在未来，只有不断的去探索以及努力研究这些设备，并且克服技术上的弱点，才能够真正的使测绘工作变得更加的顺利。
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作者姓名：卞磊，1985.9.28，湖北武汉，研究方向：无人机在水利测绘行业的应用
作者单位：湖北省水利水电规划勘测设计院，湖北武汉