無人機(jī)航測成圖在水利水電工程中的應(yīng)用

【摘要】基于“863規(guī)劃”的貫徹與落實(shí)，更多現(xiàn)代化航空攝影測量技術(shù)被應(yīng)用在測量領(lǐng)域當(dāng)中，特別是無人飛機(jī)航攝系統(tǒng)的軟硬件技術(shù)難點(diǎn)被逐一突破，已經(jīng)進(jìn)入到民用階段。基于此，文章以某水庫庫區(qū)作為主要案例，對其工程測繪中對無人機(jī)攝影成圖技術(shù)的應(yīng)用展開了相應(yīng)的研究與探討，對地形圖與正射影像圖制作的流程以及方法展開深入地分析，為生產(chǎn)實(shí)踐的應(yīng)用提供有力保障，同時(shí)為設(shè)計(jì)工作人員提供更為科學(xué)的基礎(chǔ)性資料內(nèi)容，以供參考。

【關(guān)鍵詞】無人機(jī)；航測成圖技術(shù)；水利水電工程；應(yīng)用

無人機(jī)是無人駕駛飛機(jī)的簡稱，最先被應(yīng)用在第一次世界大戰(zhàn)中?，F(xiàn)階段，無人機(jī)已經(jīng)由軍事方面逐漸轉(zhuǎn)向民用與多任務(wù)方向發(fā)展。不同于有人駕駛飛機(jī)，無人機(jī)本身的體積不大，便于攜帶且應(yīng)用的地域也相對廣泛，能夠在惡劣條件下長時(shí)間運(yùn)行。基于當(dāng)前水利水電工程測量工作的現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)工作的初期測量難度較大，受技術(shù)應(yīng)用的限制，使得常規(guī)測圖工作始終停留于全站儀與RTK實(shí)地測量繪制階段。在新時(shí)期背景下，有必要將無人機(jī)航測成圖這一技術(shù)應(yīng)用其中，不僅減少了測圖繪圖員的工作量，同時(shí)也保證其自身安全，增強(qiáng)惡劣測繪工作的針對性與準(zhǔn)確性。

一、無人機(jī)航測成圖在野外測量實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

該水庫工程的具體位置在北江二級(jí)直流長樂水上游地區(qū)，主要的功能就是防洪與灌溉，同時(shí)還具備了供水和發(fā)電等效益，屬于大規(guī)模水利水電工程。

（一）航空攝影測量

通過對低空數(shù)字測繪航空攝影系統(tǒng)的合理運(yùn)用，在相機(jī)姿態(tài)控制方面對姿態(tài)感應(yīng)控制云臺(tái)進(jìn)行了運(yùn)用，而且能夠保證云臺(tái)相對于相機(jī)的傾斜角糾正角速度是每秒鐘15°，確保及時(shí)改正相機(jī)的傾斜角，因而航片的傾斜角已經(jīng)被全部糾正。

在多次飛行架次當(dāng)中，大部分的航空攝影影像都十分清晰且層次相對豐富，彩色的色調(diào)柔和且鮮艷，地物相同的色彩能夠保持一致。因在航攝過程中，適合飛行的作業(yè)時(shí)間并不多，所以在飛行結(jié)束以后就需要針對航片清晰程度與完整程度等展開有效地檢查，以保證其航向的重疊不小于65%，且旁向的重疊不能夠小于35%，與規(guī)范要求相吻合。另外，所有測區(qū)內(nèi)部都沒有出現(xiàn)相對或者是絕對漏洞，但是有部分架次受到季節(jié)天氣的影響而使其質(zhì)量受到損壞，但是在重飛以后所獲得的拍攝質(zhì)量能夠與規(guī)范要求和設(shè)計(jì)要求相吻合。

（二）外業(yè)像控點(diǎn)布設(shè)方案與測量

在拍攝照片前的實(shí)地布標(biāo)以及拍攝照片后的明顯地物點(diǎn)相片刺點(diǎn)中都采用了像片控制點(diǎn)的測量方法。其中，平面與高程控制點(diǎn)以及平高點(diǎn)都是像控點(diǎn)的組成。在對項(xiàng)目本身特點(diǎn)進(jìn)行充分考慮以后，可以斷定該水庫庫區(qū)全部像控點(diǎn)都是平高點(diǎn)，且通常被布設(shè)于沿河道兩側(cè)公路旁邊亦或是地面相對平坦的位置。因?yàn)闀?huì)遇到淹沒情況，因而像控點(diǎn)一般集中在平坦耕地區(qū)域。與此同時(shí)，該水庫庫區(qū)的面積不大，像控點(diǎn)的數(shù)量共有40個(gè)

（三）像控點(diǎn)的測量

對于像控點(diǎn)的精度要求并不低于圖根點(diǎn)的精準(zhǔn)度，在實(shí)際測量的過程中可以采用多種方法，比較常見的就是三角測量、RTK測量以及導(dǎo)線測量等等。在該試驗(yàn)項(xiàng)目中對導(dǎo)線和RTK測量方法進(jìn)行了運(yùn)用。在此過程中，還對CORS網(wǎng)絡(luò)RTK作業(yè)方式進(jìn)行了相應(yīng)的運(yùn)用，然而受當(dāng)?shù)氐貐^(qū)網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定的影響，最終仍然選擇使用了RTK測量的方式。

二、立體測圖和DEM、DOM的生成研究

（一）立體測圖的研究

在立體測圖方面，主要是對全數(shù)字?jǐn)z影測量工作站進(jìn)行了運(yùn)用，同時(shí)還有。通過對以上兩種測量系統(tǒng)的應(yīng)用，完成了數(shù)據(jù)管理工作，而且實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定向計(jì)算以及實(shí)時(shí)核線影像的匹配處理，實(shí)際的處理速度相對較快，使得作業(yè)的時(shí)間隨之縮短，降低了操作人員實(shí)際的工作量，且數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度以及工作效率都不斷增加[3]。在此基礎(chǔ)上，系統(tǒng)本身具備全自動(dòng)的特征，同時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)人機(jī)交互，將作業(yè)人員自身經(jīng)驗(yàn)以及優(yōu)勢充分地發(fā)揮出來，對相對復(fù)雜的地形區(qū)域影響展開相應(yīng)的處理。

其中，在全數(shù)字?jǐn)z影測量工作站中主要是采集業(yè)內(nèi)的數(shù)據(jù)信息，對既有加密材料內(nèi)容進(jìn)行合理地運(yùn)用，達(dá)到測區(qū)恢復(fù)的目的。而且各模型在自動(dòng)相對定向的作用之下會(huì)重現(xiàn)定向，隨后形成核線。在此基礎(chǔ)上，數(shù)據(jù)的采集主要是將成圖模型作為主要單位，且各圖都存放在單獨(dú)的文件當(dāng)中，擴(kuò)展名確定為xyz，并通過程序的相關(guān)轉(zhuǎn)化形成cass形式的數(shù)據(jù)。

（二）DEM與DOM生成

對于DOM的生成而言，則需要經(jīng)過影像的糾正與色彩調(diào)整等相關(guān)環(huán)節(jié)的作業(yè)，而所提供的EPT模塊則能夠?qū)σ呀?jīng)完成的參考影像進(jìn)行合理地運(yùn)用，并調(diào)整像片的色彩。與此同時(shí)，影像的鑲嵌以及圖幅裁切等相關(guān)工作能夠?qū)崿F(xiàn)一次性全自動(dòng)的完成。

（三）DEM與DOM套合操作

將DEM與DOM進(jìn)行疊加作業(yè)，能夠形成三維現(xiàn)勢性圖，而且具有較強(qiáng)的立體感。

三、無人機(jī)航測成圖和傳統(tǒng)測量成圖的對比

該水庫庫區(qū)的測量面積是6.5平方千米，如果采用傳統(tǒng)的外業(yè)測量，各測量小組每天的測量面積是0.08平方千米，所以整體的測量時(shí)間要超過40天。但是，對無人飛機(jī)測量外業(yè)，僅需要一天就可以完成，而且內(nèi)業(yè)測圖每個(gè)人每天可以測量0.4平方千米，安排四個(gè)人可以在五天內(nèi)完成作業(yè)。對成本效益進(jìn)行計(jì)算并對比，可以充分了解無人機(jī)航測成圖的優(yōu)勢。

結(jié)束語：

綜上所述，無論在工作效率亦或是經(jīng)濟(jì)效益方面，無人飛機(jī)測量都要比傳統(tǒng)全站儀測量更具優(yōu)勢。文章以某水庫庫區(qū)為例，對無人機(jī)的航測成圖技術(shù)展開了相關(guān)性的研究，并且闡述了相關(guān)的問題，實(shí)際的測量結(jié)果也更為準(zhǔn)確，呈現(xiàn)不可比擬的優(yōu)勢。

參考文獻(xiàn)：

[1] 江炎園，趙紅艷，劉均龍等.無人機(jī)航測在土地整治項(xiàng)目核查驗(yàn)收中的應(yīng)用[J].江西建材，2015（22）：225-225，234.

[2] 周曉云，陸朝鋒，廖順華等.無人機(jī)航測遙感技術(shù)在農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)登記試點(diǎn)中的應(yīng)用[J].測繪與空間地理信息，2014（11）：163-165.

[3] 史華林.無人機(jī)航測系統(tǒng)在公路帶狀地形測量中的應(yīng)用[J].測繪通報(bào)，2014（6）：60-62.

作者簡介：李慶松，男，1985-09，籍貫：廣東揭西；學(xué)歷：大學(xué)本科；專業(yè)：地理信息系統(tǒng)；現(xiàn)從事水利水電工程測量。