分析天狼星无人机航测技术在河湖划界中的应用

戚国香，孔德博，蒋志强

（江苏省工程勘测研究院有限责任公司，江苏 扬州225000）

1 引言

河湖工程范围划界能够为建设水生态文明和实现现代化水利工程建设提供一定的保障。由于我国河湖占地面积较大且数量较多，国家投入了大量的资金用于划分河湖界限，在此背景下，使我国河湖划界测绘体系面临着全新的挑战和机遇，需要在现有的数据测量技术的基础上研发并应用全新的测绘技术。因此，本文对天狼星无人机航测技术在河湖划界中的应用展开系统的研究和分析，希望能够结合实际研究出高效率、高质量的测量技术优化措施。

2 河湖划界勘测业务的相关阐述

2.1 河湖划界勘测基本要求

河湖划界勘测业务涉及的范围较广，需要确定其实际管理范围，并在测定的位置埋设界桩，起到明确边界的作用。其中，河道管理范围是指位于两岸提防间的水域、行洪区、沙洲等；湖泊管理范围是指湖堤、护堤地。根据河湖划界工作要求和准则，其主要工作内容包括：（1）进行河湖、水利工程管理范围内比例尺的收集和整理以及0.3m 精度的正摄影像航拍图；（2）以地形图为底图，借助高精度正摄像图进行管理范围围线的设置，并在指定的位置预设布界址点；（3）河湖岸线及断面测量；（4）进行界桩布设位置的现场确立和埋设。

2.2 河湖划界勘测工作的挑战点

河湖划界勘测是一项新兴业务，各个企业在该领域都处于不断摸索的状态，目前，无法找到较多的具有借鉴性的案例，在很大程度上增大了该数据勘测工作的难度，因此，需要结合实际情况有针对性地提出相关建设方案。

3 天狼星无人机航测技术的相关阐述

天狼星无人机是拓普康的内置RTK 实时差分型无人机，在配套软件的共同作用下最大程度上确保了该航空测图系统的精准度，相比于传统的航测技术，天狼星无人机航测技术所采用的工作模式比较简单，能够解决工程测量体系中大比例尺测图领域所存在的问题。该系统需要的基本配置包括：无人机系统、发射电台、地面监控站等；影像处理系统包括：影像数据的检查、拼接、优化等。天狼星无人机的特点为：（1）高精度。该机型内部设置有RTK，能够与地面基站组成一套高性能的定位系统，此外，在无人机飞行姿态稳定系统和惯导系统的作用下，可以确保其数据的精度。（2）完全免像控。传统的航测技术在进行数据测绘时，需要建立在大规模地面像控点布设基础上，这就增加了实际工作量和资金，尤其是在对一些地势极为崎岖的区域进行航测时，无法进行像控点的布设，也就无法保证数据的精准度。但是，运用天狼星无人机便可以避免上诉问题，在不布设像控点的情况下进行数据的测量，并且确保其精准度。（3）飞行姿态控制系统灵敏度高。常规的无人机所具备的飞行模式极为单一，天狼星无人机能够在常规的飞行模式基础上设定适应度较高的飞行计划，能够在线路工程勘测项目中展现出绝对优势，最大程度上减少了资源浪费[1]。

4 天狼星无人机航测工程实施

4.1 工程概况

某项目需要对指定区域的20 条河道和3 座水库进行划界测量，河道累计长度约为200km，实际占地面积900km2。所航测的区域其地形地貌类属黄泛冲积平原区，地势较为平坦，地形西南高东北低，地面高程为37.28～33.20m。该项目的测绘内容有：1∶2000 比例尺的测绘、测绘范围的确立、保护范围线的确立等；测绘重点：岸线、道路、堤坝、排水闸等。

4.2 实施方法

在对河湖界限进行有效划分时，工作任务较重，需要对较广区域且不同走向的河流进行航测。因此，应用狼星无人机航测技术时，要根据项目的实际情况和要求进行施工方案的制定，并确保其工作思路清晰、有序。以该工程为例，首先，需要通过该技术进行高分辨率影像和数字高程模型的获取，为外业调查和图上定线提供参考依据；其次，在EPS 虚拟摄影测量系统的作用下，采集并编辑大比例尺地形图，并在三维立体环境下进行界桩、保护范围线、公告牌图以及管理范围线的图上定线操作；最后，根据实际外业调查情况进行界桩的埋设并完善后续工作。具体步骤如图1 所示。

图1 天狼星无人机航测内外业流程

4.3 采用天狼星无人机航测优势

根据省级河湖划界方案工作指南要求，河湖划界工作底图的生成是需要建立在一定分辨率卫星或航拍影像基础上。由于该工程项目所航测的河道宽度小于300m，可将实际无人机航测影像分辨率提高，在该技术的实施下，很大程度上提高了影像清晰度和平面精度，确保了内业岸线的实际采集质量。此外，采用天狼星无人机航测技术，还能最大程度地提高DEM高程数据的精度。该项目共进行了40 次飞行，拍摄影像数量为1 8000 张；大比例尺地形图立测采集、界桩以及保护范围线的布设都顺利进行，且内业、外业工作环节互不干扰，真正意义上提高了天狼星无人机航测效率和质量[2]。

4.4 精度检测

为进一步有效地提高航测数据的精准度，需要对整个路线进行抽样检测。其检测点密度为：每1km 设置一个检测点，且检测点的具体位置要根据实际情况有针对性地进行确立，如河湖岸线、色差显著的特征物角点处等[3]。此外，高程点应选择在地势较为开阔的地方。最后，将所检测出来的点与相关数据进行对比，如误差在指定范围内便为有效，实际可参考表1。

表1 DOM平面坐标中误差检测

5 结语

综上所述，河湖流域在我国所占的总面积较大，对其界限进行全面的划分能够确保各项环保工作的顺利开展。本文主要对天狼星无人机航测技术在河湖划界中的应用展开了系统的研究，详细地介绍了河湖划界勘测的相关业务，分析了天狼星无人机航测技术，以实际工程案例，从多个方面研究了天狼星无人机航测技术在河湖划界中的应用特征，希望能为相关课题研究提供一定的参考。