无人机低空航摄在农田水利工程测绘中的应用

霍苏龙

摘 要： 目前，我国的经济在快速发展，社会在不断进步，水利工程行业在我国发展十分迅速，农田水利工程设施建设迎来了前所未有的重大机遇。在水利工程测绘中，强化运用无人机低空航摄技术，提高测绘数据的准确性与测绘效率，成为业内广泛关注的焦点课题之一。基于此，介绍了应用无人机低空航摄的优势，分析了无人机低空航摄的作业流程，并结合相关实践经验，从数据准备及数据解算等角度，探讨了无人机低空航摄的数据处理问题。

关键词： 无人机低空航摄;水利工程;测绘;应用

【中图分类号】P237 【文献标识码】A 【文章编号】1674-3733（2020）22-0038-01

1 无人机遥感影像技术的特点

1）实时性无人机遥感影像技术可以从专业摄影摄像设备及无线传输技术获取信息，通过计算机开展图像信息处理，按照不同监测对象的影像精度制作要求制作成图像，利用无线传输技术手段开展图形实时传输。无人机遥感影像技术可以穿越时间空间的隔阂，实时传输拍摄完毕的影像内容。2）便捷性无人机遥感影像设备一般体积都相对较小，系统操作起来也非常便捷。无人机遥感影像技术能够有效结合不同需求的监测对象，开展区别化的监测工作，稳定性相对较高，安全性强，容易转场，能够监测到较为细微的内容。3）多用途性无人机遥感影像技术自身存在诸多功能，能够全面获取遥感信息，将遥感信息通过视频影像的形式进行传输。无人机遥感影像的拍摄器材主要是经过改装的CCD数码照相机，也可以是小型数字摄像设备和视频设备，能满足多元化社会实践需求。

2 无人机低空航摄在农田水利工程测绘中的应用

2.1 飞行作业

飞行作业是无人机低空航摄的关键步骤，其严谨性与规范性直接决定着最终测绘数据与图像绘制效果。在飞行作业中，要密切结合飞行时间段内天气、云层、空气湿度等指标，选择在外界条件良好的天气条件下进行航摄。无人机的起降点位置宜选择开阔、平坦区域。在飞行作业前，要对测绘数据传输系统进行性能调试，使其保持良好的工作状态，提高测绘数据信息的传输效率，避免因不必要的故障导致数据传输中断。当无人机低空航摄飞行至特定高度时，可启用自动飞行模式，使无人机按照既定飞行路线进行自动测绘。飞行作业过程中，要时刻关注无人机飞行姿态等状况，对观察到的异常问题及时作出处理。

2.2 无人饥遥感在水域环境和动态监测中的应用

水是生命之本，我国人口资源众多，水资源对我国来说就更加重要，尤其是西部地区。因此对水资源环境进行监测，水资源的合理开发利用是我国当前急需解决的问题。利用无人机遥感技术进行水资源调查成本低、速度快、数据获取及时，根据遥感对不同地物具有不同的反射波谱效应，可对水域水质进行适时监测，及时发现水域污染与泄漏事件。

2.3 数据预处理

数据预处理阶段是为了统筹整理测绘数据，提取有效数据信息，为数据解算提供必要条件。该过程需导出无人机机载设备内存卡中的测绘数据，并结合水利工程基本信息进行充分比对，构建航摄影像缩略图。剔除相对失真、模糊的数据，在充分整理航带的基础上，将无人机机载摄像设备的相对校验参数导入数据处理系统，核定平面控制网的相应坐标点，准确判断水利信息收集位置。在此基础上，再设定科学规范的高程控制网。

2.4 土地综合整治规划用图测制阶段

2015年8月，采取无人机低空航摄技术获取了整治区内地面分辨率0.14米的航拍影像。再经由“两内两外”方式获取试验所需地形图。即“第一次外业”主要包括无人机航摄线路设计、无人机低空飞行数字影像获取、像片控制点布设和像片控制点联测;“第二次外業”主要是指外业调绘，即拿着第一次内业的成图影像到实地去调查，将地形图上所需要的内容，诸如：房屋、电线杆、水塘、沟渠等地物，用特定的符号在影像上标注出来，并辅助以文字注释;“第一次内业”包括影像数据预处理、像片控制点选刺、空中三角测量和立体测图;“第二次内业”主要是指在全数字摄影测量工作站中，将影像进行编辑整理，生产出数字线划图（DLG）、数字高程模型（DEM）、数字地形模型（DTM）、数字正射影像图（DOM）、土地利用分类图等数字化信息产品，为土地整理提供所需的基础数据。通俗来讲就是在像控测量的基础上，进行空中三角形测量加密，制作0.14米高分辨率数字正射影像图（DOM）。在立体环境下采集整治区2075公顷的1∶2000比例尺地形图，并将内业采集的线划图叠加DOM作为外业调绘底图，按照边调绘边画图的流水化作业模式，完成整个整治区数字线划图（DLG）的绘制。之后将测区数字线划图（DLG）移交规划设计部门进行土地综合整治项目图纸规划设计。

2.5 水土保持监测

我国已成为世界上水资源流失最为严重的国家之一。土壤侵蚀的过程相对复杂，不仅有人为因素，还有气候、地形、植被、土壤等诸多因素。无人机遥感影像技术能够针对不用地质侵蚀的情况进行分层，并且结合不同时期土壤侵蚀的强度进行分级，通过无人机遥感影像运行，获取当地详细的自然地域、地理地形、植物植被、气候环境等信息。通过无人机遥感影像搜集信息，全面总结影响水土流失的影响因素，为水土规划和水土治理工作打下良好基础。

2.6 航线规划

航线即无人机低空飞行的特定路线。在规划航线中，要全面探勘水利工程测绘区域客观环境，结合无人机性能、飞行高度、比例尺、测绘面积等参数指标综合设定，最大限度减少无人机低空飞行所遭遇的外界干扰，适当远离高压线杆、高大树木等。要设定具体的航向重叠度和旁向重叠度，尽量提高测绘目标区域覆盖率，权衡设定无人机低空飞行方向和飞行速度等。

结语：通过无人机航测获取高分辨率影像，制作完成4D数据产品，根据土地整理前、整理中和整理后3个时期，无人机航测技术发挥优于传统测量技术的优势，高效、低成本地实现对土地整理项目的规划、设计、监控与验收等工作的动态监测，为土地整理工程提供基础的资料和技术保障。将无人机航测技术应用到土地整理项目中，使土地综合整治工作不再局限于传统测绘技术中，可以大大提高土地综合整治工程建设的质量和效率。同时，无人遥感飞机作为一种新型的遥感数据获取手段，必将成为现代化国家对地观测系统中不可或缺的重要组成部分，并将越来越广泛地应用于民用生活，产生重大的经济效益。

参考文献

[1] 宋雪莲，阮玺睿，马茹菲.基于ContextCapture的无人机倾斜摄影测量三维建模[J].科技经济导刊，2018（21）.