无人机航测在山区水利测绘中的应用要点研究

王旭

摘   要：我国地形复杂，山区面积广阔。为有效保障山区人民的正常生活及安全生产，有必要开展山区水利测绘工作。传统的山区水利测绘主要依靠人工测量，由于人工测绘无法保证效率，加之准确性不高，在山区特殊地形地貌的多重因素影响下，使其无法真正胜任山区水利测绘工作。随着技术的发展，无人机航测广泛应用到了此项工作中，因其具有较强的测绘能力，且不受各种因素影响，可以全方位测定各项数据。本文通过研究无人机航测在山区水利测绘中的应用要点，可以为今后实现全智能化作业提供理论及应用基础，促进我国的测量技术及水利工程的全面进步。

关键词：无人机航测  山区水利测绘  应用要点

中图分类号：TV221                                文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2020）06（a）-0062-02

无人机航测技术主要采用了遥感技术，对带测定区域中的具体情况做详细记录及分析。在开展航测的过程中，可以在较短时间内掌握到地理位置、地质状况、空间植被等全方位信息，并对其中的各类关键性信息做准确分析，为今后的山区水利工程建设提供一手的资料。

无人机因其具有灵活的作业方式，并且能够胜任各种恶劣环境下的工作，从而获得了快速发展。水利测绘工作较为复杂，会在实际操作中面临各种困难，在水利测绘中积极引入无人机技术后，不仅能够大幅降低测绘成本，并且还可以应对各种恶劣环境下的测绘工作。据此可知，山区水利测量中采用无人机航测技术可以取得显著的应用效果。将无人机航测技术应用到山区水利测绘工作中后，可极大促进山区的经济建设及快速发展。通过分析无人机的应用及水利建设的趋势可见，无人机遥感成像技术已成为我国未来水利事业的发展方向。

1  无人机航测在山区水利测量中的优势

无人机之所以在近些年中获得了广泛应用空间，其根本原因在于无人机所特有的优势。山区水利测绘受制于地形复杂多变的影响，人工测量不仅消耗大量人力物力，并且不能保障测绘结果的准确性。如在此过程中引入无人机技术，可极大加快测量工作进度。无人机航测在山区水利测量中的优势主要由以下几点：（1）无人机由于自身无需荷载人员及多余设备，耗能极少，整体使用成本较低。（2）无人机自身体积较小，可随身携带，适合野外作业对设备的灵活性要求。（3）无人机可在各种环境下快速起飞，无需受到跑道限制，能够有效节省作业时间。（4）无人机安全系数高，因仅需远程遥控即可操作，故不存在因意外伤及工作人员的事故。（5）无人机可在飞行高度较低的情况下即可获得清晰的航拍图片，方便易操作。

2  应用于山区水利测绘中的无人机种类

2.1 固定翼无人机

固定翼无人机借助于动力系统及机翼的滑翔，可实现精确的运动。此类无人机能够实现远距离遥控操作，并在机身上搭载了多种传感器，適合于在各种自然天气下作业。固定翼无人机可在多种环境下进行飞行及降落，其最大优势在于自身体积较大、负载量更高、航距较远。加之具有优异的成图性能，一般适用于航测距离较大的场景中。

2.2 多旋翼无人机

多旋翼无人机一般具有三个以上的旋翼轴，主要飞行原理为，每个旋翼轴上均配备一台电动机，随着电动机转动使得旋翼产生旋转，当速度达到一定数值后即可产生较强的上升推动力。此类无人机旋翼总距保持一致，此点不同于普通的直升飞机。矮旋翼处于不同转速的情况下，所产生的的推动力不同，据此可以有效控制无人机的飞行速度及方向等。多旋翼无人机操作简单，可适应各种不同环境下的起落，还可以悬停在固定空间。通过上述分析可见，此类无人机最为适合应用于具有垂直起降及悬停的场景中。加之其飞行速度不高，可极大降低作业过程中的危险系数，保障测绘中的人员及财产安全。

3  无人机航测在山区水利测绘中的应用要点研究

3.1 数据处理能力

数据处理能力直接反映了无人机的核心性能，故应加强对数据处理能力的研究。无人机航测技术应用在山区水利测绘中后，首先应提升自身的数据处理技术，要使图片横向重叠度误差<5%，使其保持在60%左右。在处理图片时，应使旋转角度<6°，倾角>2°，从而有效维持图片的稳定性。无人机在传输数据时，经常会受到多重因素影响，如在开展水中测绘时，应保证转向弯曲度不高于3%。

3.2 传感器装置技术

无人机航测的关键在于遥感技术，有力促进了山区水利测绘工作的全面进步。在开展航测之前，应首先检查遥感设备的存储功能，确保其具有足够的存储空间，满足数据的传输要求。另外还应提前规划好飞行高度，确保其时刻保持在遥感装置的接收范围之内。在测绘过程中，需经常面对各样的地形区域的影响，故应采用具备极高分辨率的遥感装置。摄像头是直接关系到航测质量的关键性设备，应选取专业的航测摄像头，使其能够在不同地质条件及天气状况下均能取得满意效果。另外要强化数码摄像机的主点和主距，采用已知的畸变数据验证航测规划。在此过程中，可以将测试地放置于室外进行，可实现大范围内的航测数据验证，保障遥感设备能够真正发挥出应有的作用。还要关注比例尺问题所带来的影响，要选取具备不少于1：2000比例尺的遥感设备，可应用于测量较为复杂地形状况中。

3.3 参数设置方面的技术要求

DPGrid（数字摄影测量网格系统） 广泛应用于无人机之中，尤其在水利测绘中更是发挥出了巨大作用。此软件具有图像重叠功能，可对待处理图片进行全方位编辑。另外还可以在航拍过程中即可对图片进行精确分类，并依据类别不同分批传输。无人机航测中经常会因为角度问题产生测量偏差，此软件可以实现航带中不少于六张图片，从而解决了此类误差问题。要保障测绘效果，首先应确保无人机的安全性。在投入使用前，应详细规划无人机飞行区域及路线，精确计算出所需能耗，要及时转入cmr文件，通过对定位定姿系统数据的分析，使其与按照无人机航测路线保持一致性。另外要对无人机各系统运行状况进行分析检测，提前规划好飞行路线。要实现测绘数据的利用价值，可综合运用多种图像处理技术。在航测工作中，要准确设置出生产模块参数，从而促进数字正射影像图及数字高程模型的正常运转。无人机在开展水利测绘的过程中，操作人员时刻掌握好无人机的位置变化，还应在规划飞行路线时应综合考虑到区域内的地形状况及地面附着物的分布情况。航拍完成后需呈现出完整的航测图像，应保证所拍摄图片的质量，使其能够有效应用到后期的各项分析工作中。为实现这一目标，且降低人工所带来的误差风险，需充分利用系统对数据作全面处理及拼接。数字正射影像图及数字高程模型的正常运转可准确收集相关数据，能够保障航测结果的准确性。

4  结语

随着我国科学技术水平的快速提升，无人机已被广泛应用于生产生活的方方面面。水利测绘是水利建设的基础，可极大促进我国的工农业发展。尤其在地形复杂的山区中，无人机航测更是发挥出了不可替代的显著优势。在此过程中，不仅有利于提高水利测绘的精确度，并且保障了测绘过程中的安全。通过分析无人机的优势可见，我国的无人机航测技术已取得了一定进展，故应充分利用无人机航测在山区水利测绘中的巨大作用，从而促进我国水利事业的快速进步，为山区经济建设做出应有的贡献。

参考文献

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