无人机航测技术在航道工程中的应用

无人机航测技术在航道工程中的应用

王忠鹏

江西省南昌市 南昌北纬信息技术有限公司 330000

摘要：传统大型飞机为载体的航空摄影测量，由于资金投入、技术要求均较高，一定程度上限制了航测技术的应用，难 以满足小区域快速影像数据更新的基本要求。轻小型无人机载体以其灵活机动的优点，为现代数据采集与工程测绘，提供了新的手段，极大推动了测绘地理信息产业的快速发展

关键词：无人机 航测技术 航道工程 应用

引言：我国河湖数量较多，且占地面积较大，因此河湖的管护工作就尤为重要。随着科学技术发展速度日渐提升，河湖管护工作的技术性也需要紧跟时代做出变革。这就需要立足于当前数据测量 技术基础上，发展并推广更新的河流划界技术，也为无人机航测技术的应用提供了用武之地。

正文：一、无人机航测技术的概述

无人机航测系统，主要由无人飞行器、任务载荷系统以及地面保障系统组成，它实现了无人机飞行技术、遥感传感器技术、通信技术、GPS技术等多种技术的集合，可以对国土、资源以及环境的空间信息进行实时采集、处理和分析。随着科学技术的发展，无人机的可靠性和智能化水平越来越高，在行业中的应用也越来越广泛，其主要特点体现在以下几个方面：

（1）起降便利：相比较传统的航测技术，无人机航测技术对起飞和降落的环境条件要求较低，只需要确保起飞或者降落的地面保持平整状态即可。（2）测绘效率高：传统的航测技术在 实际应用阶段，很容易受到地形地貌的限制，对于一些山区或者盆地区域，无法开展测绘工作，即便是能够完成测绘工作，测绘的结果也无法保障准确性。而无人机航测则不存在这种限制，可以深入到较为复杂的环境区域内开展测绘工作，且最终的测绘结果准确度较高。

（3）运输方便：无人机系统本身具有高度集成性的特点，在运输过程中的要求也相对较低，一定程度上降低了应用的成本。

（4）成本投入低：主要是无人机系统在使用过程中，维护和维修成本支出相对较低，测绘成本相比较载人飞行器节约了人工成本的支出，具有较高的经济性。此外，无人机本身的智能化、自动化程度较高，相关操作人员无须较高的专业水平，即可完成无人机的操作。

二、无人机应用现状

无人机航测技术是指无人机设备上负载摄影设备等高精度传感器，在空中采集并回传航测工程数据的技术。无人机技术未成熟前，常采用传统客机航拍的模式，该模式周期长，投入成本高，一定程度上限制了航测技术的运用，难以满足工程测绘中需要快速更新数 据的基本要求，导致许多工程测量不再使用航拍技术。如今，无人 机航测技术的特点使航拍技术再次成为测量的重要手段，推动了现 代数据采集和工程测绘地理信息产业的发展。到目前为止，无人机 航测技术已经在广大领域内投入使用，如军事、地理、航空领域，在一定程度上促进了中国经济与社会的进步。

三、无人机航测技术特点

3.１ 无人机测绘范围比较广

无人机利用其飞行功能可以实现高空不同角度和不同距离的大范围的航测，能够很好的对大范围、大空间区域进行信 息监测、采集，实现了传统人工没有办法完成的多角度测量工 作。并且，无人机测绘还可以对小范围、地空间区域进行作业， 灵活，多变满足不同要求范围的测量工作，同时还能够完成实 时移动拍摄，通过自身携带的摄像机还可以进行数据传输对测 量的物体进行 ３Ｄ 立体图模拟，为测绘工作人员提供更加清晰、真实的测绘信息，为测绘工作很大便捷。

3.２ 无人机测绘速度快、效率高

无人机测绘技术具有高速、高效率的特点。在遇到自然灾害或者突发事件时，这就要求测绘工作人员在最短的时间内收集到最准确的信息，确保事态进一步恶化，使自然灾害或者突发事件第一时间得到有效的控制。而传统的测绘技术很难达到这一要求，无人机测绘技术能够在最有效地时间内通过自身携带的摄影机给工作人员进行信息的传递，充分保证信息搜的 高效性。

3.３ 工作周期强

一般情况下，无人机在日常维护状态下依然能够运行进行相关数据的采集，与传统的测绘相比无人机航测技术工作周期 更强，如此一来在很大程度上提高了基层测绘工作的整体工作效率。另外，无人机在运行过程中，有强大的各种系统作为后盾提供了技术支持，所以，无人机航测技术能够更好地推进基层测绘工作的有效展开，有效保证基础地理信息的采集、整理、分析的综合性和周期期性。

四、实际运用

4.1航线设计

航线设计是采集遥感信息的关键工作内容，也是航空拍摄的指导性和技术性文件，有着不言而喻的重要性。进行遥感信息采集时，需要考虑到采集区域的地形地貌、测量的范围、测绘的精度要求，同时结合现有的测量设备、影响用途、测绘目的等要求进行综合的规划设计，才能保证测量工作的顺利完成。完成航线规划之后，仔细检查航线，主要检查航线是否设计合理，是否存在出点落水不利的情况，与此同时，判断分区是否合理、区域是否覆盖齐全、区域内的定刑高差等方面内容，确定摄影航空高，一般选择 1/6 摄像航高较多，并选择合适的飞行高度、摄影基面、分辨率。航高保持在一定高度时，其他测量参数不变的前提下，地面分辨率需要位于摄影区域的最低位置，而最小相片重叠区则需要位于最高点。

4.2 图片处理与分析 失真重采样、图像拼接是图像预处理的 2 个步骤。对于原始图像数据，需要对其进行重新采样，才能方便摄影测

量工作站开展后续的处理工作。如果使用的系统为多面阵数字航空摄影系统，图像匹配工作就是图像拼接的核心工作内容。该航道项目使用 SSK 工作站的方式，采取空三加 密的方式。按照航道工程图像分布和飞行线路的实际情况，对航测空间进行区域网络划分，并进行加密。空三加密可以采取手动和自动组合的方式，也就是进行像位点测量，从而消除偏差。通过手动调整的方式，调整连接点，使其符合规格，确保连接点处于矢量点 2/3 像素内。通过添加 外业像控点的方式，定向本区大地，平均高程误差 0.17m，检验点误差 0.3m，根据无人机航空测量要求，其加密结果最终可以满足 1:2000 数据采集工作的需要。

5. 总结

航道测量是一项利国利民的工程，通过本文的分析叙述 可发现，利用无人机进行航道测量，提高了测量效率，尤其是 大范围以及测量人员无法到达的区域的测量，其工作效率远超过传统测量技术的工作效率，并且成本低、灵活度高、可应用空间大。

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