航空攝影測(cè)量技術(shù)在水利工程測(cè)量中的運(yùn)用探究

李明曦

（河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局第三地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，河南 信陽(yáng) 464000）

水利工程是一項(xiàng)比較復(fù)雜的大型地質(zhì)水文工程，除卻施工中的復(fù)雜流程，它的前期工作就是一個(gè)艱巨的任務(wù)，測(cè)量作業(yè)是水利工程前期準(zhǔn)備工作中的一個(gè)重要流程，本身也是一項(xiàng)高難度的工作。傳統(tǒng)的測(cè)量都是通過(guò)人工和測(cè)量?jī)x器進(jìn)行的，這種方法經(jīng)常會(huì)耗費(fèi)大量的人力和物力，而且持續(xù)時(shí)間比較長(zhǎng)，測(cè)量精度也不太穩(wěn)定，尤其是在一些復(fù)雜的測(cè)量場(chǎng)地中，測(cè)量人員時(shí)刻都會(huì)遇到安全危險(xiǎn)，這給測(cè)量工作帶來(lái)巨大的阻礙。但隨著航空測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，水利工程測(cè)量逐漸改變了陳舊的測(cè)量方式，利用新型的測(cè)量技術(shù)能有效降低測(cè)量難度，減少測(cè)量時(shí)間，提升測(cè)量的精確度，有利于水利工程的快速開(kāi)展。

1 航空攝影測(cè)量技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展?fàn)顩r

我國(guó)的攝影測(cè)量最早是從20世紀(jì)初起步的，當(dāng)時(shí)北洋大學(xué)最早使用攝影經(jīng)緯儀，后來(lái)為了測(cè)繪地圖，我國(guó)逐漸組建了專(zhuān)業(yè)的航空測(cè)量隊(duì)。解放后，航空測(cè)繪技術(shù)得到迅速發(fā)展，并在水利工程中開(kāi)始得到應(yīng)用。自20世紀(jì)80年代以后，GPS技術(shù)開(kāi)始應(yīng)用在航空測(cè)量工作之中，它使得航空測(cè)量更加精準(zhǔn)高效，不僅可以縮短測(cè)量時(shí)間，還能有效減少人力物力的投入，從而減少成本投入，增加經(jīng)濟(jì)效益。到了20世紀(jì)90年代，通過(guò)航空測(cè)量技術(shù)，各地區(qū)已經(jīng)可以制作1：10000的地形圖了，可見(jiàn)該項(xiàng)測(cè)量技術(shù)的重大作用。

2 航空攝影測(cè)量技術(shù)和GPS測(cè)量技術(shù)

2.1 航空攝影測(cè)量技術(shù)

航空攝影測(cè)量技術(shù)指的是利用飛機(jī)上面的航空測(cè)量?jī)x器對(duì)下面的地形進(jìn)行連續(xù)拍攝，并結(jié)合地面控制點(diǎn)的測(cè)量坐標(biāo)分析測(cè)量數(shù)據(jù)，完成測(cè)量工作，這項(xiàng)技術(shù)的基本原理其實(shí)就是投影過(guò)程中的幾何翻轉(zhuǎn)。

2.2 GPS動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)

GPS動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)也就是RTK技術(shù)，采用的是高精準(zhǔn)度測(cè)量法，可以將誤差縮減到厘米級(jí)別。運(yùn)用這種測(cè)量技術(shù)進(jìn)行地形的測(cè)量，通常需要在地面控制點(diǎn)安置一個(gè)GPS接收機(jī)，將該點(diǎn)的地理信息轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)，并輸入控制流動(dòng)站中，變成參數(shù)。在此基礎(chǔ)上，衛(wèi)星的信號(hào)就可以實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)站與流動(dòng)站的相互傳送，便于控制手薄對(duì)傳輸數(shù)據(jù)及時(shí)處理。

2.3 測(cè)量地形的一般作業(yè)技術(shù)

①選擇基準(zhǔn)站?；鶞?zhǔn)點(diǎn)的選擇是有位置要求的，它與流動(dòng)站的距離不能超過(guò)10公里，假如超過(guò)這個(gè)距離，就可能會(huì)延長(zhǎng)基準(zhǔn)站的初始化時(shí)間，影響到航空測(cè)量的精準(zhǔn)度，并且兩者之間的差距越大，這種影響越加明顯。②校準(zhǔn)基準(zhǔn)站。校準(zhǔn)基準(zhǔn)站主要有兩種方式，一種是通過(guò)基準(zhǔn)站對(duì)靜態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并在控制手薄中輸入控制點(diǎn)的地理信息，轉(zhuǎn)化成對(duì)應(yīng)地點(diǎn)的地理參數(shù)，以代替其他流動(dòng)站采集到的地理坐標(biāo)數(shù)據(jù)，這種方式適合固定的基準(zhǔn)站；另一種則是采集流動(dòng)站測(cè)量的地理數(shù)據(jù)坐標(biāo)，這種方式適合不確定位置的基準(zhǔn)站。③航空測(cè)量要求。為了保證航空測(cè)量的質(zhì)量，在測(cè)量過(guò)程中，應(yīng)該注意幾點(diǎn)要求：1）攝影儀器的像片傾斜角不應(yīng)該超過(guò)3°，要對(duì)其傾斜度時(shí)常加以檢查，一旦發(fā)現(xiàn)超出允許范圍，立刻予以糾正。2）為了保證全部測(cè)量區(qū)的有效測(cè)量，當(dāng)測(cè)量?jī)x器像片的重疊度不能滿足限定值的時(shí)候，需要通過(guò)增加拍攝次數(shù)來(lái)彌補(bǔ)缺失的地點(diǎn)。3）在航空測(cè)量中出現(xiàn)的圖像彎曲狀況，技術(shù)人員需要在后期處理中對(duì)其糾正，將彎曲度控制在3%以內(nèi)。4）像片的偏角應(yīng)該保持在6°以內(nèi)。④航空攝影過(guò)程中的注意點(diǎn)。測(cè)量人員在進(jìn)行內(nèi)業(yè)工作的時(shí)候，需要保證測(cè)圖控制點(diǎn)的保密性，對(duì)其最好實(shí)施加密處理。在外業(yè)工作的時(shí)候，需要注意幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：1）在進(jìn)行像片控制點(diǎn)的聯(lián)測(cè)工作時(shí)，可以通過(guò)一般的測(cè)量方法測(cè)定基準(zhǔn)點(diǎn)的地理坐標(biāo)。2）對(duì)于一些顯著的地貌標(biāo)志，要使用特定的符號(hào)標(biāo)注出來(lái)，對(duì)一些新增的但是又比較重要的地標(biāo)，測(cè)繪人員應(yīng)該用調(diào)查中獲悉的名字進(jìn)行標(biāo)注。3）在測(cè)繪地圖的時(shí)候，測(cè)繪人員可以采用三種方式，分別是室內(nèi)測(cè)繪、野外測(cè)繪或者是二者結(jié)合的測(cè)繪。

3 航空攝影技術(shù)在測(cè)量應(yīng)用中需注意的問(wèn)題

3.1 注意按照設(shè)計(jì)圖紙來(lái)確定埋石的選點(diǎn)

在測(cè)量之前的埋石選點(diǎn)工作，一定要按照設(shè)計(jì)圖紙來(lái)確定，為了實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位，在選擇埋石選點(diǎn)之時(shí)，要注意以下幾個(gè)問(wèn)題：①選擇埋石地點(diǎn)，要考慮到交通因素，盡量選擇臨近交通便利的地方，方便以后的操作。②埋石選點(diǎn)一定要注意視野開(kāi)闊，盡量遠(yuǎn)離水域和建筑物，并且還要注意空中阻礙物，確?？罩?5°范圍內(nèi)沒(méi)有遮擋物。③埋石選點(diǎn)一定要注意時(shí)空效應(yīng)，為后續(xù)工作打下一個(gè)良好的開(kāi)頭基礎(chǔ)。

3.2 注意檢校場(chǎng)的布設(shè)

我國(guó)測(cè)量工作的規(guī)定要求，航測(cè)高度與拍攝區(qū)高度應(yīng)該保持在相同的海拔位置。

3.3 注意航高和攝影比例的確定

為了達(dá)到繪制地圖的比例和精度要求，在地形測(cè)量中，要盡量采用性能較好的高精度測(cè)量?jī)x器，同時(shí)要根據(jù)實(shí)際需求選擇恰當(dāng)?shù)暮綌z比。

4 航空攝影測(cè)量技術(shù)在水利工程測(cè)量中的運(yùn)用

4.1 在工程測(cè)量上空設(shè)定合理的航線

在水利工程測(cè)量中，并不是同一個(gè)無(wú)人機(jī)對(duì)施工地點(diǎn)實(shí)施拍攝測(cè)量，而是有很多架無(wú)人機(jī)一起完成的，這主要是因?yàn)閱为?dú)的一架無(wú)人機(jī)所能運(yùn)行的時(shí)間是短暫的，不可能完成全部的測(cè)量工作，針對(duì)這種情況，測(cè)量人員應(yīng)該在水利工程測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)的上空合理設(shè)置拍攝航線，確保多個(gè)無(wú)人機(jī)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)縫對(duì)接，對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行全面拍攝，確保兩者不重合不混淆，保證拍攝的精準(zhǔn)度和高效化。

4.2 建立測(cè)量區(qū)域控制網(wǎng)

測(cè)量區(qū)域控制網(wǎng)就是把需要測(cè)量的地形進(jìn)行標(biāo)識(shí)，規(guī)劃出一個(gè)控制網(wǎng)，在這個(gè)控制網(wǎng)里面建立一個(gè)固定的坐標(biāo)點(diǎn)，再建立一個(gè)三維坐標(biāo)系，然后將代表測(cè)量區(qū)域的坐標(biāo)點(diǎn)標(biāo)注進(jìn)坐標(biāo)系之中，以便后期測(cè)量工作的參考。在水利工程的測(cè)量工作中，測(cè)量人員可以利用無(wú)人機(jī)信息系統(tǒng)，對(duì)測(cè)量區(qū)域進(jìn)行自動(dòng)掃描，并標(biāo)注出合適的坐標(biāo)點(diǎn)，以此為中心設(shè)立控制網(wǎng)。

4.3 在測(cè)量區(qū)域外面設(shè)置控制點(diǎn)

在實(shí)際的水利工程測(cè)量過(guò)程中，為了保證測(cè)量范圍的全面性，測(cè)量人員一般會(huì)在測(cè)量區(qū)域外面設(shè)置一些必需的控制點(diǎn)，讓無(wú)人機(jī)在工作中把這些控制點(diǎn)也拍攝進(jìn)來(lái)，保證測(cè)量邊緣地帶不被遺留下來(lái)。

5 結(jié) 語(yǔ)

總之，隨著各項(xiàng)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，工程測(cè)量技術(shù)也越來(lái)越發(fā)達(dá)，當(dāng)前的水利工程測(cè)量也用到了大量的新型技術(shù)。將航空攝影測(cè)量技術(shù)應(yīng)用在水利工程的測(cè)量工作中，能夠有效避免一些野外測(cè)量工作的危險(xiǎn)，降低測(cè)量難度，提升測(cè)量精準(zhǔn)度，減輕測(cè)量成本，有利于水利工程的順利開(kāi)展。綜合來(lái)說(shuō)，航空攝影測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用，有效推進(jìn)了我國(guó)測(cè)量事業(yè)的發(fā)展。