低空摄影测量在水利工程中的应用

低空摄影测量在水利工程中的应用

孙树凯

山东浩博水利建设有限公司高崖供水分公司 山东省潍坊市昌乐县 262400

摘要：随着水利工程建设不断的推进，越来越多的测量技术在该领域得到了应用，而传统测量技术流程较为复杂，并且测量精确度不高。低空摄影测量技术的应用，弥补了传统测量存在的缺陷和不足，克服了其存在的弊端，为水利工程测量工作提供了全新的技术保障，为水利工程发展发挥着重要的作用。基于此情况下，本文主要对低空摄影测量技术应用分析。
关键词：低空摄影测量；水利工程；技术应用

1、无人机摄影测量系统
　　无人机是一种小型的可以遥控的飞机，飞机上搭载了具有较高分辨率的摄像头，将飞机飞行过程中的事物进行拍摄，从而将图片或者是数据信息进行相应的反馈。利用了GPS导航系统和遥感技术对于其进行控制，无人机的飞行高度可以到达至少离开地面300m的位置上，工作人员在地面上进行相应的操作，增加了拍摄的精度。无人机将拍摄和获取的数据记录在光栅影像中，然后传输到电脑中，电脑可以进行后续的应用和处理。这个过程在目前许多工程和工作中有着快速的应用，尤其是无人机低空摄影测量技术在水利工程的测量中有着更好的应用。因为水利工程的特殊性，进行实地测量工作的难度和人为测量的危险程度都比较大， 而利用无人机进行低空拍摄的工作能夠保证水利工程的顺利进行，有助于更为精准的工作。
2、使用无人机低空摄影测量技术的流程
　　无人机低空摄影测量技术主要分为了控制测量、低空摄影测量、业内数据处理、生产产品等四个步骤进行，在整个流程中最为关键的环节是包括了相机检校、航线设计、图像处理、量测影响、空三加密、提取DEM、生成DEM，以及生产DLG几个部分。在相机检校的过程中主要是进行镜头松动和空三精度方面的控制工作，由专业的检校单位对于这部分进行工作，从而保证技术使用的精准性。航线设计的工作通过无人机的自带软件对于航线进行设计和调整，尤其在飞行的姿态方面进行控制。图像处理的工作则是利用影响处理的软件对于高清的相片进行处理的工作，尤其是对于色彩方面进行处理。量测影响主要是在专业的软件中进行同名点的匹配工作，空三加密是根据少量的野外控制点进行室内控制点的加密，保证位置的精准性。水利工程中对于地理地势环境比较复杂的区域，人工测量的工作难度非常大，而无人机低空摄影测量技术就有着比较好的应用，在必要数据的获取过程中可以更加精准的进行，使得原本人工测量工作的精准性进行提升，危险性得到了控制，保证了水利工程施工过程中的人员安全。将无人机低空摄影测量技术应用在水利工程测量的过程中，施工和设计的精准化程度进行了提升，也将施工进度进行了保证。在具体的测绘工作的过程中，带有高分辨率的摄像头进行无人机的操控，在指定的高度与位置上进行了相关地形地貌、地质情况、水流情况进行分析，然后控制无人机回到指定的位置，将其中的数据输入到计算机中进行内业处理的工作，形成完整的测绘成果图，也就可以为水利项目的进行起到保证性的作用。
3、无人机低空摄影测量技术在水利工程测量中的应用
　　3.1 控制测量中的应用
　　在水利项目中应用无人机低空摄影测量技术就需要做好先行的影像控制工作，然后开展航测工作。第一，在工作的过程中根据测绘对象的基本情况，进行坐标的设置工作，使用四等面进行高程的控制，然后将3个C级平面控制点和2个Ⅱ级的高程点进行联测，在整体区域范围内进行8个控制桩设置。第二，在具体的测量的环节中，要在相应测量标准的基础上进行同步和异步的操作，监测点和测量断面都需要进行参数的测量。
　　3.2 航空摄影的应用
　　无人机低空摄影测量技术目前主要的设备是大疆无人机，在其中需要进行航高、航线、飞行数据等方面的布置工作，然后将测量工作的精准性进行提升。设计航线的过程中需要将控制软件进行深度的利用，做好航向的定向重叠的设置工作，充分考虑到飞行的安全和飞行的特殊性，将区域网布点法进行科学的布局。一般而言，区域内的布设控制点的数量为23个左右，布控点的设置需要在平坦的位置进行，避免比较显眼的突出的事物，使得无人机拍摄和处理工作更加的方便。
　　3.3 无人机采集影响的内业数据处理技术
　　无人机低空摄影测量技术的内业数据处理技术中，需要利用以下几个技术进行实现：第一，影像纠偏处理技术，由于无人机低空摄影测量技术采集到的影像会受到地面高度差和拍摄角度的影像，直接进行使用将受到畸形的影响，尤其是在相片的边缘位置，无法进行清晰的辨认。因为图像上的每一个点都具有着不同的拍摄比例，因此拍摄图片需要进行影像纠偏处理的工作，通过相机内方位元素进行计算和相应的分析工作，做好相片变形的处理工作，从拍摄图像的正中心开始将投影的图像进行处理。第二，空三加密处理技术，在当前的应用过程中空三加密的软件处理的步骤基本相同，包括了在其处理的过程中应该进行标准化步骤的处理工作，将整体的图片精准度进行提升。第三，DLG生产技术。此技术应用的过程中，是将数字线画图生产，也是无人机低空摄影测量技术最终呈现的数据成果。在其中需要利用专业化的软件进行DEM、DOM数据的生成，也在此基础之上将三维的数据处理软件进行深度的捕捉，实现同步生产的工作。

　　3.4 水利工程测量的外业调查调绘技术
　　（1）建筑物测量，水利工程测量的过程中，利用无人机低空摄影测量技术可以对于工程中一些重要的区域进行补充性的测量，提升测量工作的精度，满足实际工程的要求。例如，在水库坝顶高程等重要的位置进行测量。（2）在地形图绘制的过程中，可以结合专业化的软件进行影像的拼接的工作，对于测量区域内的事物和相关的地形中，做好建筑物属性、通讯电力设置、电力线路、道路、交通设施等实际的测量工作，以为后期的工作奠定坚实的基础。
　　3.5 无人机低空摄影测量技术在水利工程测量中应用的注意事项
　　使用无人机低空摄影测量技术进行水利工程测量的过程中，由于无人机是在低空飞行的过程中进行测量，因此需要避开军事区域和民航取区域。而在实际的工作过程中，无人机低空摄影测量技术使用过程中和专业的测绘队伍中，都会与保险公司进行相应的合作，给予一定的保护，降低使用过程中的安全损失，降低不必要的损失。
结语：综上所述，无人机低空摄影测量技术的飞速发展，给我国水利工程中更为精准化的测量奠定了坚实的基础。无人机的使用使得原本具有一定危险性和难度，无法保证施工人员的安全，无人机技术使得人员安全得到了保证。但是在目前的发展过程中而言，无人机技术相对而言不够成熟，无人机操作水平、无人机运行的外界环境，都无法发挥真正的优势，还需要进行不断地探索和提升。不断地进行无人机应用条件的改善，充分发挥无人机低空摄影测量技术的优势，促进水利工程质量的提升。
参考文献：
　　[1] 周冰，刘佳莹，吴岘.免外控无人机系统在电厂地形图测量中的应用及精度分析[J].测绘通报，2017（S1）：188～191.
　　[2] 张敏峡，范高林，范东林.基于无人机低空摄影测量技术的露天矿山开采监测研究[J].世界有色金属，2018（17）：73～74.

[3] 陈小龙，王海涛，董快鸽. 无人机低空摄影测量技术在水利工程测量中的应用[J]. 陕西水利，2018，No.21405：220-221+223.
　　[4] 余乐乐. 无人机低空摄影测量系统在水利工程测量中的应用[J]. 居舍，2017，25：153.