无人机航拍在油田地面工程测量中的应用

2014-06-28杨逸若

中国新技术新产品 2014年7期

杨逸若

（中油辽河工程有限公司，辽宁盘锦 124010）

一、概述

随着无人机航拍技术的不断成熟与发展，利用无人机航拍影像制作大面积区域地形图已经成为主流技术。我工程公司近年来也在大力开展无人机航拍技术，并在2013年和2014年对辽河油田曙光区块进行了无人机航拍，测区面积达75km2，无人机航拍解决了辽河油区夏季的苇塘，人员无法深入，安全无力保障，常规测量作业无法开展的种种问题，为建设数字化油田提供了有力保障。

二、无人机航拍的技术优势

1 数据获取时效短

传统高分辨率卫星遥感数据一般会面临两个问题，第一是存档数据时效性差；第二是编程拍摄可以得到最新的影像，但一般时间较长，同样时效性相对也不高。无人机航拍则可以很好地解决这一难题，工作组可随时出发，随时拍摄。

2 续航时间长、覆盖面积广

固定翼无人机具有航时长、载荷大等特点，所以固定翼无人机航拍一般应用于作业范围比较大的地方。

3 拍摄成本低

采用无人飞机航空摄影总成本约4万～5万，很好的解决了一些应用领域如带状区域图面积小而开支大的难题。

4 GPS定位精准度高、操控系统稳定性强

无人机航摄不受航高限制，成像质量、精度都远远高于大飞机航拍，我国疆地辽阔，地利和气候条件复杂，很多区域常年受积雪、云层等因素影响，导致卫星遥感数据的采集受一定限制。无人飞机的灵活性恰好解决了这些限制，几乎不存在受限区（除国家禁飞区外）。

三、无人机航拍系统的组成

1 无人机

无人机的体型一般都比较小巧，在空中的运作方式主要依靠程序员对计算机的操控。无人机在上空飞行时，其工作参数如下：在空中进行飞行的时间一般是两个小时；巡航速度达到100km/h；最大的承载力是在3.5G；在空中最大的飞行高度是3000m；起飞时不受到阻拦滑跑的距离是在60m；在降落时不受到阻拦的滑跑距离是在150m。

2 数码摄影相机

目前在无人机上使用的数码相机主要是佳能EOS450D，无人机上的数码摄像机的相片参数是宽度为4272mm，长度为2848mm。

三、无人机航拍的主要工作

1 航带的规划设计

无人机在空中飞行的时间一般是在两个小时左右，因此在较大面积航拍时，航带的规划设计就显得尤其重要。本次工程测区面积达75 km2，在测区内规划好适当的飞行航带后，就可以将无人机起降的位置设计成两个飞行架次。当一架无人机拍摄完成了坐标上的前一部分航带飞行后，返回基地进行补给；另一架再将剩余的飞行航带完成，这样就可以获得整个测区的影像数据。

2 首级控制网的建立

本次工程需要在测区内重新建立首级控制网。首级控制网的建立是根据测区的大小，布设适当密度的GPS控制点，点位布设要均匀，根据本次测量需求，在各控制点上获取准确得WGS84坐标和北京54坐标，以便用于后期的像控处理。

3 像控点的布设

在测区内必须选择影像清晰并且能够比较容易判断方位的地方布设像控点。在实地上找到像控点的位置，用GPSRTK施测点后应立即在像片中刺点并绘制草图。遇到卫星遮挡信号的情况，可在像控点附近开阔的地带施测两个图根点，用全站仪极坐标法测量像控点的位置。

4 空中三角测量

根据外业像片控制测量的成果，采用数字摄影测量系统，利用空三处理软件手动进行采集控制点，对于个别超限差的点，在进行人工干预剔除或修测粗差点后，再进行整体计算，最后获得空三加密成果。对生成的空三加密成果进行相关质量控制以达到精度要求。

5 野外像片调绘

本次工程采用的先室内判绘，后野外检查补绘的办法来完成的。在外业调绘中要根据测区地物、地貌，对成图的作用、地物的相对密度以及测区地形的特点来进行适当地综合取舍。以前需要到实地调查的才能获得的数据，现在通过影像判读方法就可以获得很多地物的性质和特点，这对于加快油田地面建设、节省外业工作时间、减轻劳动强度、节约测量成本都具有现实意义。