航空摄影测量技术在水利工程地形测绘中的运用

摘""要：新时代背景下，无线通信技术不断创新发展，推动了航空摄影测量逐步向自动化、信息化方向发展。为保障水利工程地形测绘中航空摄影技术的有效应用，对水利工程地形测绘中航空摄影测量技术的应用方向展开了探讨，从数据测量控制、精准位移控制、地形变化监测几个方面阐述了航空摄影响测量技术的应用方向，分析了水利工程地形测绘中航空摄影测量技术的精度要求及地形测绘的关键步骤，旨在保障同类地形测绘工程中航空摄影测量技术得到有效应用。

关键词：航空摄影测量""水利工程""地形测绘""测绘工程

中图分类号：TV5

Application"of"Aerial"Photogrammetry"Technology"in"Topographic"Surveying"of"Water"Conservancy"Engineering

WANG"Di

Cangzhou"Water"Resources"Survey，"Planning"and"Design"Institute"Co.，"Ltd.，"Cangzhou，"Hebei"Province，"061001"China

Abstract："Under"the"background"of"the"new"era，"the"continuous"innovation"and"development"of"wireless"communication"technology，"have"promoted"the"gradual"development"of"aerial"photogrammetry"towards"automation"and"informatization."In"order"to"ensure"the"effective"application"of"aerial"photography"technology"in"water"conservancy"engineering"topographic"surveying，"this"paper"explores"the"application"directions"of"aerial"photography"in"water"conservancy"engineering"topographic"surveying."It"expounds"the"application"direction"of"aerial"photogrammetry"technology"from"the"aspects"of"data"measurement"control，"precise"displacement"control，"and"topographic"change"monitoring，"and"analyzes"the"accuracy"requirements"and"key"steps"of"aerial"photogrammetry"technology"in"topographic"surveying"of"water"conservancy"projects，"aiming"to"ensure"the"effective"application"of"aerial"photography"technology"in"similar"topographic"surveying"projects.

Key"Words："Aerial"photogrammetry;"Water"conservancy"engineering;"Topographic"surveying;"Surveying"and"mapping"engineering

水利工程是兼具水资源调配与防汛防涝等多种功能的设施，对于社会经济发展具有重要意义。受到工程规模、建设位置、水文条件等多方面因素的影响，水利工程地形测绘面临较大难度，因而需要应用专业化的技术手段保障水利工程测绘结果的准确性。传统测绘技术存在精度不足、测量效率低等缺陷，而航空摄影测量技术是利用无人机搭载摄像装置，在空中对水利工程进行测量的新型地形测绘方法，此种测绘技术灵活性高，能有效节约测绘成本，可以提高测绘精度及效率，在水利工程地形测绘中具有较高的应用价值。

1"""水利工程中航空摄影测量技术应用方向

1.1""在数据测量控制方面的应用

通常水利工程建设位置的地形条件相对复杂，周边可能存在大量植被或山体，因而地形数据采集工作无法高效开展。传统测绘模式下，水利工程地形测绘人员主要采用光学仪器实施测量，然而一些障碍物难以穿透，会导致测量中断，需由工作人员记录未测区域，然后再换用其他方法继续施测，这会影响地形测量效率且无法保证测量结果的准确性。而运用航空摄影测量技术后，可利用无人机搭载摄影装置，通过低空飞行获取存在障碍物区域的测量数据，测量时可以随时变换角度、调整测量高度，可在测量后全面展示测量数据及路径，可以保障地形测量的精准度[1]。同时，由于航空影像测量时，可在地面中心实时观测到测量进程，因而可以结合实际需求及时调整测量的位置与方向，能够降低测量误差，保障测量数据的全面性。此外，测量时还可调整地形显示比例，能够有效提高水利工程地形测量效率。

1.2""在精准位移控制方面的应用

航空摄影测量技术是一种立足空间层面展开测量的方法，测量过程相对灵活，并且测量结果较为准确，可以从多个不同方位完成地形测量过程，从而得出准确、完整的地形空间位移坐标，进而为地形测量人员直观观测、全面了解水利工程地形情况提供可靠支持[2]。例如：水利工程大坝建设时需要精准确定堤坝位置，应根据水流量大小、水流压力情况，合理选择水利工程的建设位置，以提高水利大坝的应用寿命，防止出现溃堤或工程坍塌事故。运用航空摄影测量技术，可运用数据分析系统，准确计算水流量值、压力值等相关数据，进而可为水利工程大坝建设位置科学确定提供保障，能实现水利工程精准位移控制，进而根据地形条件、结合应用需求，修建出优质、安全的水利工程。

1.3""在地形变化监测方面的应用

水利工程地形测绘工作的开展目的是保障水利工程科学建设，防止地形因素影响导致工程质量达不到工程建设标准。因此，在水利工程建设过程中，需要及时监测地形情况，了解沉降、河流走向变化等因素导致的地形变化，进而防止水利工程施工质量受到影响。然而一些地形变化隐患依靠人的视觉无法直观辨识出来。而利用航空摄影测量技术，可以在空中全面观测地形变化，能够发现可能会对水利工程施工产生影响的因素，还可运用全球定位系统，结合拍摄到的影像数据，直观展示存在安全隐患的区域，以便及时中断危险区域施工，对隐患问题进行分析论证与修复处理，在隐患排除后再继续实施水利工程建设，从而降低地形因素对水利工程建设所产生的不利影响，打造出高标准、安全性的水利工程。

2""水利工程中航空摄影测量技术的具体运用

2.1""地形测绘的精度要求

水利工程地形测绘时，要重点控制淹没测量精度，以便合理设置水利工程的正常蓄水水位。为此，在水利工程地形测绘时，需要在淹没测量环节，精准测定水利工程的高程，高程测量偏差不能超出10"cm。若水利工程不具备较大的坡度比，可适度放宽高程测量误差，但高程误差最大不能超出30"cm。若水利工程建设于丘陵、山地之上，高程测量的精度误差不超出50"cm即可。同时，在水利工程库区测量时，为保障测量的全面性，需要按照1∶2"000比例尺绘制地形图，以便确保水利工程淹没调查要求得到有效满足。测量库区地形图时，需要结合运用航空摄影技术及GPS-RTK技术，还要将目标区域测量的精度误差及高程误差全部控制在20"cm以内[3]。

2.2""地形测绘过程

2.2.1""合理设置像控点

水利工程地形测绘过程中，需要合理设置像控点作为航空摄影测量的实施基础，布设点的选择是否适合，会对航空摄影测量的质量、效率产生决定性影响。在像控点布设时，需要运用区域网布设法，并应充分考虑到水利工程的实际情况。例如河道地形测绘时，可将像控点设置在河道两旁的公路上，也可以在测量区域内选择地势相对平坦的区域设置像控点，并且需要按照地形测绘精度要求，确定像控点设置数量，从而得到清晰的地形影像图，提取出准确的地形测绘数据。

2.2.2""基准站校准

在水利工程地形测绘中，基准站校准是保障航空摄影测量精度及效率的关键，若是校准质量不佳，会影响后期数据处理效果。校准基准站时，共有两种方法。一是采用静态数据获取法提取基准站某点位的坐标数据，再于手簿中输入航空摄影测量控制点的WGS-85坐标。之后，利用流动站采集控制点坐标，并转换采集得到的数据，然后利用这些数据绘制地形图。二是测绘水利工程特殊区域地形时，若无适合用于布设基准站的控制点，可将基准站建设于测绘目标区域中相对平坦的位置，通过此方法创建虚拟基准站，然后再设定点位采集地形数据[4]。

2.2.3""航空摄影

航空摄影测量实施时，需要先设置无人机航线网，要求遵循规范化、科学性的原则进行设置，以降低测量周期，保障航空摄影测量的准确度。航线末端上下两个控制点要对应设置，应通过主点控制各个控制点的布设位置，确保上下控制点位于同一直线之上。根据水利工程地形测量要求，航线设计时要满足重叠度要求，正常情况下，重叠度应高于80%，且旁向重叠度也要控制在70%以上，并需选择晴朗的天气实施航空影像测量，以确保获得到高清晰度的影像图片[5]。

2.2.4""影像建模

利用amart3d建模法创建航空影像模型，以保证地形测绘清晰、直观，达到水利工程地形测绘的规定标准。建模时，先点击新建工程按键开始创建工程，再依次输入水利工程名、工程目录，点击确认提交后跳转到照片选项，点击Add"photos按键，依次插入要处理的航空影像图片，然后检查所插入图片是否正确。之后点击Surveys按钮，开始构建影像模型。利用此方法构建的影像模型属于三维立体模式，可立体展示水利工程地形情况，进而为水利工程设计、施工奠定坚实基础。

2.2.5""航空影像成图

水利工程地形测绘时，数字化扫描时的航空影像比例尺选择1∶20"000，得到数字化后的地形影像后，根据此影像的转换扫描坐标系及相片坐标系数据，自动化完成室内定向。工作人员需要确定控制点，再将之匹配到水利工程地形测绘图中的相同点，之后按照图1所示的流程实施空中三角测量，进而完成水利工程地形测绘工作。在内业处理中完成航空影像成图，可以确保水利工程设计、施工及管理人员清晰、全面、直观地了解地形地貌。

3""结语

水利工程地形测绘是水利工程建设的关键环节，是工程设计与施工的重要基础，为保障水利工程建设的科学性与安全性，需要选用高效、优质的测绘技术测量水利工程的地形。航空摄影测量具有测量准确、应用灵活、操作便捷、实施高效等多重优势，可用此技术完成数据测量控制、精准位移控制以及地形变化监测任务，准确测量水利工程地形数据，绘制出完整、可靠的地形图。应用航空摄影测量技术前，要明确水利工程地形测控要求，并要合理设置像控点、校准基准站，然后实施航空摄影，再构建影像模型，利用获取的航空影像完成内业成图，进而得到全面、准确的地形图，保障水利工程设计与建设工作高质量开展。

参考文献

[1]张朝帅.航空摄影测量在水利工程地形测绘中的应用与分析[J].科技与创新，2022（1）：145-147，151.

[2]黄永诚，李瑶，邱平武.航空摄影测量技术在水利地形图测绘中的应用[J].华北自然资源，2021（3）：70-71.

[3]关利杰.无人机系统在水利工程征迁实物调查中的技术应用与分析[J].黑龙江水利科技，2024，52（6）：98-100.

[4]王科燃.无人机倾斜摄影测量技术在水利工程移民实物调查中的应用研究[D].郑州：华北水利水电大学，2023.

[5]陈俊杰.耦合BIM的长距离输水渠道无人机巡检与险情智能图像识别研究[D].天津：天津大学，2022.