航空摄影测量技术在水利工程测量中的运用探究

李明曦

（河南省地质矿产勘查开发局第三地质矿产调查院，河南 信阳 464000）

水利工程是一项比较复杂的大型地质水文工程，除却施工中的复杂流程，它的前期工作就是一个艰巨的任务，测量作业是水利工程前期准备工作中的一个重要流程，本身也是一项高难度的工作。传统的测量都是通过人工和测量仪器进行的，这种方法经常会耗费大量的人力和物力，而且持续时间比较长，测量精度也不太稳定，尤其是在一些复杂的测量场地中，测量人员时刻都会遇到安全危险，这给测量工作带来巨大的阻碍。但随着航空测量技术的发展，水利工程测量逐渐改变了陈旧的测量方式，利用新型的测量技术能有效降低测量难度，减少测量时间，提升测量的精确度，有利于水利工程的快速开展。

1 航空摄影测量技术在我国的发展状况

我国的摄影测量最早是从20世纪初起步的，当时北洋大学最早使用摄影经纬仪，后来为了测绘地图，我国逐渐组建了专业的航空测量队。解放后，航空测绘技术得到迅速发展，并在水利工程中开始得到应用。自20世纪80年代以后，GPS技术开始应用在航空测量工作之中，它使得航空测量更加精准高效，不仅可以缩短测量时间，还能有效减少人力物力的投入，从而减少成本投入，增加经济效益。到了20世纪90年代，通过航空测量技术，各地区已经可以制作1：10000的地形图了，可见该项测量技术的重大作用。

2 航空摄影测量技术和GPS测量技术

2.1 航空摄影测量技术

航空摄影测量技术指的是利用飞机上面的航空测量仪器对下面的地形进行连续拍摄，并结合地面控制点的测量坐标分析测量数据，完成测量工作，这项技术的基本原理其实就是投影过程中的几何翻转。

2.2 GPS动态测量技术

GPS动态测量技术也就是RTK技术，采用的是高精准度测量法，可以将误差缩减到厘米级别。运用这种测量技术进行地形的测量，通常需要在地面控制点安置一个GPS接收机，将该点的地理信息转化成数据，并输入控制流动站中，变成参数。在此基础上，卫星的信号就可以实现基准站与流动站的相互传送，便于控制手薄对传输数据及时处理。

2.3 测量地形的一般作业技术

①选择基准站。基准点的选择是有位置要求的，它与流动站的距离不能超过10公里，假如超过这个距离，就可能会延长基准站的初始化时间，影响到航空测量的精准度，并且两者之间的差距越大，这种影响越加明显。②校准基准站。校准基准站主要有两种方式，一种是通过基准站对静态数据进行采集，并在控制手薄中输入控制点的地理信息，转化成对应地点的地理参数，以代替其他流动站采集到的地理坐标数据，这种方式适合固定的基准站；另一种则是采集流动站测量的地理数据坐标，这种方式适合不确定位置的基准站。③航空测量要求。为了保证航空测量的质量，在测量过程中，应该注意几点要求：1）摄影仪器的像片倾斜角不应该超过3°，要对其倾斜度时常加以检查，一旦发现超出允许范围，立刻予以纠正。2）为了保证全部测量区的有效测量，当测量仪器像片的重叠度不能满足限定值的时候，需要通过增加拍摄次数来弥补缺失的地点。3）在航空测量中出现的图像弯曲状况，技术人员需要在后期处理中对其纠正，将弯曲度控制在3%以内。4）像片的偏角应该保持在6°以内。④航空摄影过程中的注意点。测量人员在进行内业工作的时候，需要保证测图控制点的保密性，对其最好实施加密处理。在外业工作的时候，需要注意几个关键点：1）在进行像片控制点的联测工作时，可以通过一般的测量方法测定基准点的地理坐标。2）对于一些显著的地貌标志，要使用特定的符号标注出来，对一些新增的但是又比较重要的地标，测绘人员应该用调查中获悉的名字进行标注。3）在测绘地图的时候，测绘人员可以采用三种方式，分别是室内测绘、野外测绘或者是二者结合的测绘。

3 航空摄影技术在测量应用中需注意的问题

3.1 注意按照设计图纸来确定埋石的选点

在测量之前的埋石选点工作，一定要按照设计图纸来确定，为了实现精准定位，在选择埋石选点之时，要注意以下几个问题：①选择埋石地点，要考虑到交通因素，尽量选择临近交通便利的地方，方便以后的操作。②埋石选点一定要注意视野开阔，尽量远离水域和建筑物，并且还要注意空中阻碍物，确保空中15°范围内没有遮挡物。③埋石选点一定要注意时空效应，为后续工作打下一个良好的开头基础。

3.2 注意检校场的布设

我国测量工作的规定要求，航测高度与拍摄区高度应该保持在相同的海拔位置。

3.3 注意航高和摄影比例的确定

为了达到绘制地图的比例和精度要求，在地形测量中，要尽量采用性能较好的高精度测量仪器，同时要根据实际需求选择恰当的航摄比。

4 航空摄影测量技术在水利工程测量中的运用

4.1 在工程测量上空设定合理的航线

在水利工程测量中，并不是同一个无人机对施工地点实施拍摄测量，而是有很多架无人机一起完成的，这主要是因为单独的一架无人机所能运行的时间是短暂的，不可能完成全部的测量工作，针对这种情况，测量人员应该在水利工程测量现场的上空合理设置拍摄航线，确保多个无人机可以实现无缝对接，对施工场地进行全面拍摄，确保两者不重合不混淆，保证拍摄的精准度和高效化。

4.2 建立测量区域控制网

测量区域控制网就是把需要测量的地形进行标识，规划出一个控制网，在这个控制网里面建立一个固定的坐标点，再建立一个三维坐标系，然后将代表测量区域的坐标点标注进坐标系之中，以便后期测量工作的参考。在水利工程的测量工作中，测量人员可以利用无人机信息系统，对测量区域进行自动扫描，并标注出合适的坐标点，以此为中心设立控制网。

4.3 在测量区域外面设置控制点

在实际的水利工程测量过程中，为了保证测量范围的全面性，测量人员一般会在测量区域外面设置一些必需的控制点，让无人机在工作中把这些控制点也拍摄进来，保证测量边缘地带不被遗留下来。

5 结 语

总之，随着各项科学技术的飞速发展，工程测量技术也越来越发达，当前的水利工程测量也用到了大量的新型技术。将航空摄影测量技术应用在水利工程的测量工作中，能够有效避免一些野外测量工作的危险，降低测量难度，提升测量精准度，减轻测量成本，有利于水利工程的顺利开展。综合来说，航空摄影测量技术的应用，有效推进了我国测量事业的发展。