张祖清
湖州信策建设有限公司 浙江省湖州市 313300
摘要：确认水利工程划界权，是依法划定河道和水利工程管理保护范围，有效推进河长制的重要手段。传统测量技术成本高、效率低，已不能满足现代工程管理的需要。无人机航测具有成本低、效率高的优点。将无人机航测技术应用于水利工程测量，不仅可以保证测量结果的质量，还可以提高测量作业的效率。本文主要分析无人机遥感技术在水利工程中的应用。
关键词：无人机;遥感技术;应用研究
引言
随着信息化概念的不断推广与普及，人们逐渐认识到远程传输和无线遥感技术在日常生活中所扮演的重要角色，远程传输和无线遥感技术可以极大地提高工作效率，尤其在条件艰苦的工作岗位上。无人机是近些年来辅助遥感技术重要支撑平台，是未来航空器的主流发展方向之一，已成为世界各国研究的热点。目前，无人机技术经过几十年的发展，具有机动性高、适用性强、分辨率高、成本低廉等优势，在水利管理行业中正逐渐崭露头角。随着“十四五”计划中水利信息化建设的不断推进，采用先进技术手段提高水利行业工作效率是现今水利工作者的研究重点。
1、无人机航测技术的应用优势
从具体的应用过程中可以充分看出，无人机航测技术具有很大的应用优势，它主要体现在以下三个方面：(1)无人机航测技术可更有效地应用于低空飞行，在这种飞行中，天气条件没有严格要求，温度和湿度等相关方面条件相对宽松，适宜性和适应性相对较好。飞行系统准备语音控制的时间相对较短，操作步骤比较简单，使用方便，相应的车辆系统能够迅速有效地到达监测区附近的地点。(2)与技术相关的系统能够获得更高分辨率的数字图像，同时能够更好地结合不同类型传感器的具体监测要求，如适合具体情况的全色带和多光谱带，从而充分满足要求，从而使该过程更简单、效率更高，并具有应用程序分析和其他数据快速合并等功能。 (3)技术能够有效地运输多种类型的小型遥感传感器，充分扩大制图功能，有效地满足各种应用的需要，并在实际应用中产生巨大的效益。
2、无人机技术的特点
2.1运行成本低，工作效率高
与其它方法相比，无人机的造价和后期维护成本低。各地区可以根据自己需要选择相应类别的无人机，对本辖区重点区域、气候条件较恶劣的地区、高危地区等进行监测，从而显著减少外界条件干扰带来的人员伤亡的可能，提高工作人员的工作效率和准确度。
2.2操作灵活，可以对建筑物进行多角度监测
无人机体积较小，重量较轻，飞行角度容易操控，可在险峻地势和各种水工建筑物之间穿梭，易获取不同点位的图像和视频记录。此外，无人机可以通过挂载不同角度摄像头对水工建筑物进行拍摄，为后期构建高精度等比例水工模型和水工建筑物的病险监测提供有力的参考数据。
2.3数据处理的特殊性
无人机执行数据采集任务主要分为外业飞行和内业数据处理工作。完整的数据采集工作是获得高质量数据的基本保证，因此无人机在操控时必须经过培训后方可上岗。此外，无人机执行任务后获得数据量较大，对相关软件和技术人员要求高，尤其是建筑物的病害分析，均需要大量的科研准备工作才可以正常进行。
3、无人机遥感在水利工程测绘中的应用
3.1水利工程测量
作为水利工程制图的一部分，进行平面高程控制、地面测量、地下测量、断面测量、纵断面测量、变形测量等。平面、纬度和整个地面站的测量有效地满足了低空水力测量的需要。然而，在山区水文制图领域，地形更加复杂，传统的测量工具和卫星遥感技术难以使用。低高度无人驾驶飞机的远程着陆和起飞要求很低，使操作人员能够在指定的安全区内作业，从而减少了对人力的需求。
此外，低空无人机遥感飞行高度低于1000米，因此图像分辨率非常高，有助于山区的水绘图工作。在此阶段，许多低空无人驾驶飞机可用于勘测和水文测量，然后通过自动校正、多轴云系统稳定化和相应软件以及地图误差自动调整连接起来。
3.2提高水利基础数据更新速度
在众多水利基建地区和河道流经地区，常存在人力不能及时或难以到达的现场。目前多采用卫星远程数据记录功能进行数据存档工作。这些存档数据多数均存在明显的滞后性，在实际应用中的时效性和可信度容易对水利管理部门决策造成影响。此外，水利部门属于艰苦行业，各部门负责河流区域范围广、河段多，基层人员工作量负荷大，人才流失现象严重。为此，可以利用无人机在河道沿线进行低空定点巡航，以获得大量高清晰、可解读的复杂区域的遥感影像数据，及时了解各地水库库区水域面积变化、淹没范围、泄洪冲击范围、河道变化走向及辖区内水土流失情况，减少基层人员工作压力。如，常德市红旗水库近些年来采用航测无人机对库区流域面积、淹没调查、防护区以及坝址等进行定期监测。所获得资料在效率、精度、质量等层面上均满足要求，极大地减轻了红旗水库流域管理局日常工作压力。
3.3无人机航测外业处理
具体应用过程中，相关无人机飞行检测方法主要包括:设置检查点→道路设计→飞行操作。在检查点设置的实际操作过程中，使用无人机空中检测技术建立工程检查点，每260米1分，因为大部分物理工程位于更复杂的地形区域，通常很难进行人工测量，同时测量精度不足，危险很大。因此，有效应用无人机空中探测技术具有独特的应用优势。实际上，在水利工程施工过程中，由于工程的复杂性，有必要设计和制定一个符合实际情况的施工检查计划，有效利用GoogleEarth软件明确定位测量区的具体位置，确保通畅，设计宽度为15厘米，这样可以更好地区分地板为6厘米的图像。在实践中，通常采用空中三角测量和GPS测量方法，空中三角测量使用datmatrix软件实现三维空加密，然后根据区域的具体情况扩展区域控制点的设置，再使用匹配模式测量相应的图像控制点 这有助于有效地消除误差，确保无人机的空中测量数据更加准确和有效。
3.4内业数据处理要点
在对无人机空中探测数据进行内部处理时，首先要纠正图像。主要由于拍摄设备本身的性能限制，镜头边缘会出现更明显的失真。因此，应结合相机类型和验证数据，利用业务处理软件进行图像数据格式转换和校正处理，并对空测数据进行三位数加密处理。目前，可以应用于三位数空白加密的软件较多，与基本上消除处理过程不同的是，必须在新项目完成后导入数据，并自动生成用于图像处理分析的航空磁带。提取具有相同名称的点并测量后，需要进行拟合解决方案和精度评估，以便为构建数据模型[3]奠定良好的基础。处理资料时，几何图形必须在新专案后加入控制点，然后处理资料，最后在任何位置处理完成的资料。在解析过程中，可以将测量资料汇入至DATmaxtrix软体并建立3d座标系统，以便测量资料与POS资料相符。然后，可以使用计算机自动计算和优化数据。几何图形可以增强配置资料，并将关联的档案资讯汇入至「控制点编辑器」以标记鸟瞰区域。处理资料时，可以调整本端处理物件控点的位置，以确保其精确度符合测量要求，并在资料处理完成后对其进行检查。
结束语
随着我国水利信息化水平的不断提升，以无人机为代表的最新技术已经逐渐应用到水利行业的方方面面，尤其在应急救援、水利行政执法和水利工程建筑物日常维护等方面均起到了举足轻重的作用。因此，无人机技术在水利工程中的应用对水利工程具有重要的意义与广大的应用前景。未来无人机技术的发展潜力巨大，其与水利行业如何更好地结合值得进一步研究和探讨。
参考文献：
[1]程新环.无人机航测技术在水利工程测量中的应用探讨[J].建筑工程技术与设计，2019（15）：323.
[2]谭凯婷.无人机航测技术在水利工程测量中的应用[J].黑龙江水利科技，2018，46（7）：185-186，204.
[3]卡米力江·阿布力米提.无人机航空摄影测量技术在水利工程测量中的运用[J].河北水利，2020（2）：44-45.
[4]王玮.低空无人机遥感在水利工程测绘中的应用研究[J].中国高新科技，2019（8）：99-101.
[5]王益铭.低空无人机遥感在水利工程测绘中的应用研究[J].江西建材，2018（11）：89-90.