无人机航空摄影测量技术及运用探究

无人机航空摄影测量技术及运用探究

郭颂  

安徽省煤田地质局物探测量队 安徽宿州 234000

摘要：在当前社会和经济快速发展的背景下，我国的科技水平不断提升，无人机航摄技术作为一种高效、全新的测量技术在各行各业的相关工作中得到了较为广泛的应用，这种无人机航空摄影测量技术的全面普及，在很大程度山降低了测量的费用，并且测量的准确性也相对较高。基于此，本文从无人机航空摄影测量技术的概述以及系统的具体构成入手，重点对无人机航摄技术在电力工程以及四维施工管理中的应用进行了深入的研究，以期为无人机航空摄影测量的相关工作提供帮助。

关键词：无人机航空摄影测量；电力工程；四维施工管理；应用

众所周知，当前我国的经济正处于飞速发展阶段，科技水平也在不断提升，在此背景下，我国在无人机航空摄影测量方面的应用更加广泛。无人机航空摄影测量技术的发展，在很大程度山改善了传统测量工作中成本较高的问题，并且利用最终的航测结果，还能在很大程度上掌握与本专业有关的判释技能，有利于促进各专业相关工作之间的协同发展，从而真正实现勘测设计一体化发展。就当前航测技术的应用而言，其在风电场的微观选址、线路、道路等设计环节中的应用，可以在很大程度上降低传统人工外部作业测绘的工作量，最大程度的提升相应设计工作的效率和质量。因此，深入延吉无人机航空摄影测量技术的应用具有重要的意义。

1无人机航空摄影技术的概述

由于现行的航空摄影测量系统搭载了当前新型的摄影技术，其可以确保影响的分辨率在0.05-0.2M之间，可以在很大程度上满足特殊比例尺下的相应测量需求。而且，在当前无人机系统技术不断完善和成熟的背景下，无人金航空摄影测量系统在影像获取方面的能力大大提升，并且每驾无人机在一天之内大约可以完成60平方左右的测量工作，这种技术确保了无人机可以在较短的时间内能够进行大面积的航空摄影测量工作，在此过程中，云层对无人机航测系统的干扰也非常小^[1]。现阶段，无人机航空摄影测量技术已逐渐成为卫星遥感以及传统航空遥感测量技术的进一步补充，在很大程度上弥补了遥感技术不能在小范围以及零星区域内数据获取方面的不足。

2无人机航空摄影测量技术

无人机航空摄影测量技术具有成本低、灵活性强、限制条件少以及不需要专业起降地点等方面的特点，并且此系统中的传感器也不需要过于专业的测量相机，而利用数码相机可以灵活的调整摄影的光圈、感光度、快门以及焦距等数据，并且通过专业的软件还能对所获得的影响反差以及亮度进行相应的调整，有利于在很大程度上减少光照对影像的影响，更为灵活的设计航测高度。所以，无人机航空摄影测量技术可以更好的应用于一些范围较小却比例尺较大的测绘项目中，测量的精确度也相对较高。

就无人机航空摄影系统而言，其属于一种集成系统，其中包含着非常多的系统，例如：飞行平台、地面监控系统、数据传输系统等。

2.1无人机机载系统

就无人机航空摄影测量系统的构成而言，无人机是所有系统中最主要的系统搭载平台，也可以说，它就是整个系统集成的基础条件，只有无人机的机载系统具有较高的稳定性，才能确保其他系统更好的开展相应的工作。通过对无人机机载系统的深入分析发现，其主要是由无人机、数字摄影系统、导航与飞行控制系统以及通信系统等几大系统构成，一般情况下，此系统在实际的工作中会按照之前设定好的航线进行自主飞行，在完成预先设定航空摄影测量任务的同时，还会把无人机飞行的速度、高度、飞行状况等参数传输到地面的控制系统中。

2.2地面飞行监控系统

地面飞行监控系统在很大程度上影响着无人机飞行平台的稳定运行，其主要是由计算机、飞行控制的软件、电子通信控制介质以及电台等设备组成的。在飞行平台的实际运行过程中，地面飞行监控系统可以准确的获取到飞行控制系统在运行中传输的各种参数信息，并且也能实时标记无人机在地图上的位置、飞行轨迹以及飞行状态等内容，以确保地面操作人员实时掌握无人机的实际运行情况。

2.3航拍系统

在全面分析无人机航空摄影测量需求的前提下，无人机的航拍系统可以根据实际的需求搭载单反数码相机、数值航摄仪等系统，这样做可以在很大程度上满足不同测绘条件的要求。

2.4影像的预处理设置

一般而言，航空摄影影像的预处理主要包括格式转换、旋转影像、畸变差的纠正以及增强处理几方面的内容。其中，为了确保资料存储和后期处理工作的有效进行，都需要将不同类型航空摄影系统所获取到的信息转换为通用的信息格式，以便后续使用。

3无人机航空摄影测量技术的应用

3.1无人机航空摄影测量技术在电力工程中的应用

就当前的无人机航空摄影测量技术而言，是一种较为特殊的测绘方式，其主要使用数字测量网络对拍摄到的影响进行相应的处理，在此过程中制成数字地图，以此来为工程的测绘工作提供便利。通过具体的实践可以发现，这种测绘方法在很大程度上解决了传统工程测量中地图比例尺不精确以及测量时间较长的缺陷。在电力工程中，无人机航空摄影测量技术可以在风电场的选、道路、线路以及风机基础等装置的设计环节发挥出较好的作用，特别是在交通不发达的山区电力工程中，具有很好的应用效果。

（1）无人机遥感摄影测量技术的构成

首先，从无人机方面来看，通常情况下，应用于测绘工作的无人机体型相对较小，其在空中的具体运作主要是依靠计算机来控制，在空中飞行时具体的工作参数应为巡航空速应达到98km/h，并且最高的飞行高度也不能超出3600米，荷载力应在3.5G左右；而且无人机的空中飞行抗风能力应在13m/s，在不受阻拦的情况下，起飞滑跑的距离也应该保持在60m左右，地面通讯的距离应在15m左右^[2]。

其次，从数码摄影相机方面来看，当前大多数无人机航空摄影测量系统都是利用佳能EOS450DMarK开展相应的测绘工作，无人机摄影摄像机相片参数的宽度在4000mm，长度在3000mm，下图即为无人机低空摄影测量系统的基本构成。

图1 无人机低空摄影测量系统的组成

（2）测量阶段的摄影计划以及规划设计

在进行火力发电厂的实地测量时，首先需要明确的就是测量的具体范围以及实际测量过程中无人机起降飞行的位置，只有这样，才有可能获取到真实性强、准确度高的摄影图像和测量数据。首先，从测量区范围上来看，通过无人机开展火力发电厂的测绘工作时，必须切实做好火力发电厂相应区域的划分，通常情况下，从上空测到的影响应该呈现出矩形状态，并且四角坐标也不会出现较大的差距，这样做就为无人机的飞行操控提供了很大的便利。此外，从航带的规划设计方面来看，通常情况下，无人机在空中持续飞行的时间大约为1h，所以，在对大面积的区域进行航摄时，就必须做好航带的规划工作，切实保证航带规划的合理性。在此过程中，相关的管理人员可以在无人机的起降位置设置两个飞行架次，并在测量的区域内做好相应飞行航带的规划工作，当一架飞机完成坐标上相应的航带飞行工作后进行补给时，另一驾飞机就可以完成剩下的航带飞行工作，这样做可以在确保相关工作人员能够获取到比较完整的火电厂摄影测量数据，而且两架无人机一同运行，还可以在一定程度上缩短摄影测量的时间，尽可能的减少一些不必要的成本。

（3）建立和调控测量区域的控制网

首先从测量区控制网的建立方面来看，当无人机在空中正常运行时，必须要在测量区内建立相应的控制网，在此过程中，全面分析火力发电厂测量区域的大小，并均匀的设置合理密度的GPS控制点，在全面分析无人机摄影测量实际需求的基础上通过适当的坐标系来确定各控制点的准确坐标位置，以此为后期的像控处理工作提供便利。除此之外，在利用无人机航空摄影测量技术开展电力工程的测绘工作时，最终呈现出来的影像和测量数据都必须具备较高的可靠性，尽量合理选用野外布置像控点的方式进行，而在选择相应的控制点时，无人机航空摄影呈现出来的影像必须具备较高的清晰性，准确测量相应的立体方位。不仅如此，在布置外控点的过程中必须要确保控点的均衡性，只有这样，才能有效降低拍摄影像的畸变情况，确保影像的完整性。

3.2无人机航摄技术在电力设计领域的应用实例

通过深入的分析发现，近几年里，无人机技术逐渐渗透到电力行业的各项工作中，尤其是在线路巡查以及重大灾害的电力救援方面频频出现。在众多工作领域当中，无人机配套电力工程的全周期设计是无人机航摄技术中的重要内容，使用较为频繁，能够有效节约人力、压缩工期。

基于此，本文以西南高原山区中的某电力线路工程为研究对象，在本工程中主要采用了8各航带对电力工程进行监测，无人机影像数据的分辨率为为3200的0.04m，通过上述一系列的操作处理，无人机恢复为三维影像大场景的线路航测平台。在实际的线路设计过程中，相关的专业人员佩戴专业的立体眼镜在无人机航测的基础上有序展开相应的电力线路工程初期方案选择以及路径优化等数字化的电力线路设计工作。在此之后，无人机航测人员通过手工测量的方式，在无人机所呈现的立体影像中对线路地形断面进行精细化的测量，以此来获取全路径范围内的地形信息，而且，在此过程中还要对电力线路工程设计方案的可行性以及相应排杆立塔的合理性进行深入的研究，以确保后期电力线路相关工作的顺利开展。

4结束语

总而言之，利用无人机航空摄影测量技术开展相应的工程测绘工作，可以在很大程度上避免人力、物力资源的过度浪费，并且也能呈现出更加真实、准确的影像数据，尤其是在电力工程中，无人机航空摄影测量技术具有重要的意义，相关设计人员在工程的设计以及数据采集阶段必须将其充分重视起来，以促进后期工程的顺利开展。

参考文献

[1]何国栋.地形测量中无人机航空摄影测量技术分析[J].中国科技信息,2019(16):72-73.

[2]付永清.无人机航空摄影测量技术在工程测量中的应用[J].工程建设与设计,2018(06):259-260.