航空摄影测量在水利工程地形测绘中的应用

航空摄影测量在水利工程地形测绘中的应用

姚倩

连云港市水利规划设计院有限公司 江苏省连云港市 222000

摘要：水利工程建设当中，地形测绘是获取基础数据的重要工作，测绘数据的精准性对工程建设具有重要影响。我国民用无人机的研究与开发虽然起步较晚但发展迅速。在无人机应用中，航空摄像测量是一个重要领域，但是由于水利工程规模大小、所在位置、测量精度等具体内容不同，对无人机航测的操作技术也提出了较高要求，探究无人机航测技术的操作流程和应用要点，具有重要的现实意义。基于此，本文就对航空摄影测量在水利工程地形测绘中的应用相关内容进行分析，可供参阅。

关键词：航空摄影测量；水利工程；地形测绘

1航空摄影测量系统的概述

航空摄影测量系统的主要组成包含了硬件配置与软件配置，硬件的内容包含了地面监控系统以及机载系统等；软件则包含监控、飞行控制及航线规划等数据处理软件。整个系统联合应用，形成了整套的工作系统，并且各个系统之间配合紧密，能够完成整个航空摄影测量工作。航空摄影测量是系统中的核心部分，是完成工作的主要部分。无人机航空摄影测量系统中应用了多项具备先进水平的科学技术，其具备非常高的价值，可以在多种条件下的使用。从实践与应用角度出发，无人机航空测量系统的主要特点是重量轻、体积小、效率高、飞行高度低、反应速度快等。

2航空摄影测量技术的优势

2.1精准度较高

水利工程建设中的地形测绘受到自然环境等多种因素影响，具有较高复杂性，航空摄影测量能够有效对各类影响因素加以规避，让飞行器按照设定好的线路飞行，通过远程控制，提高了飞行器工作稳定性。航空摄影测量对水利工程地形进行测绘，能够对具有高危性区域进行高强度航拍，加上高分辨率摄影设备的运用，提升了航空摄影测量的精准度。

2.2快速响应能力

航空摄影测量中，无人机使用较为普遍，无人机具有操控灵活尧运动范围大的特点，对起降场地要求条件较低，受测量区域自然气候影响较小。而且，利用无人机进行摄影测量，前期准备时间较短，通常在十几分钟内就能完成所有准备工作，快速投入到测量工作中，缩短了航空摄影测量时间，提高测量工作效率，体现出快速响应方面的优势。

2.3性价比高

航空摄影测量能够采集到大比例的高精度影像，便于采集局部信息，而且航空摄影测量通常采用彩色数字摄影设备，能够快速尧准确获得清晰影像和精确定位数据，提高测量效率。航空摄影测量中，系统的构建和维护方面成本较低，飞行器作业阶段准备程序更加简捷，飞行器也比较节能，因此，航空摄影测量具有较高性价比。

3航空摄影测量在水利工程地形测绘中的应用

3.1校准基站

校准站校准的精度，不但会影响航空摄影测量的精度和效率，而且会对后期数据分析处理带来很大的矛盾。在具体校准过程中，可采用以下两种方法：第一，在基准站的某一点位上，通过静态数据来获得该点坐标数据，把航空摄影测量控制点中的WGS－85坐标录入手薄中，从而获得水利工程地形测绘数据。然后通过流动站，对控制点的坐标进行采集，对采集到的数据进行转换，即可获得地形图数据，为绘制地形图提供数据支持。第二，是对水利工程中的某些特殊区域进行测绘，如果没有找到合适的控制点来布置基准站，则可在该区域比较平坦的位置，布置基准站，简言之，就是虚拟一个基准站，以该基准站到设定的点位上进行数据采集。

3.2数据采集

测量数据的采集也是水利工程测量工作的主要内容，其关键是保障相关信息能够全面而真实的反映水库情况，并且数据采集的精确性与全面性是决定工程建设质量的主要因素。应以无人机航空摄影信息为依据开展数据采集工作。例如Mapmatrix软件在立体影像模型中的应用较为广泛，能够对水库中的各地形要素进行深入解析，增强实际测量效果。另外，测量人员需要对采集的图形信息进行标注，将点、线、面信息进行有效结合，实现对地形要素的分析，并采用分层存放的形式为后续工作提供便利。当出现无法判读、判读错误或判读疑问时，应及时开展补充调查工作。

3.3精准位移

航空摄影测量技术可以建立在空间的范围上，将需测量物质的方位使用空间坐标完整的表示出来，给予工程师更加直观的感受。水利工程中存在着一项十分重要的工作，即为堤坝的位置确定，堤坝的建造位置，需要考虑水流量和压力等条件，否则堤坝在长时间的使用后将会崩塌，导致整个工程塌陷，造成严重的损失。而航空摄影测量技术，可以将水每秒的流速和产生的压力进行计算。工程师更加方便的确定堤坝的位置，从而提前进行购买材料，使施工的工期变短，为企业带来更大的利润。

3.4内业航空影像成图

例如在某工程地形测绘中选择了1∶20000航空影像进行数字化扫描，就可以获得相应的数字化影像，通过该影像可以把扫描坐标系中的参数和像片坐标参数进行相互转换，并自动进行室内定向工作。通过操作人员确定控制点，对水利工程的地形测绘图画中的同名点进行匹配，通过空中三角测量后，即可完成测绘工作。通过内容航空影像成图，可清楚直观的获知水利工程地形地貌。

3.5误差处理

（1）传感器错误：在使用无人机进行航测时，为了能实时传输图像数据与航测数据，通常要求无人机携带无线传输模块。在实际的航测过程中，由于无人机有着较小的负荷，所以只可以安装简单的传感器模块。通过对当前的设备分析比较，其通信传输效果减弱。在这种情况下，容易造成数据传输时出现一定的错误，同时也会造成图像失真等问题。鉴于此，为了保证上述问题得到及时解决，则需要及时更新通信设备，但是需要对其高精度与小尺寸进行考虑。

（2）无人机平台处理：在实际的航拍过程中，由于受到风力因素所影响，无人机会偏离预定路径，或者难以在理想的角度进行拍摄，难以保证图像数据的清晰度。为了避免出现上述问题，尽可能的选择在晴天进行航测，降低自然因素对无人机的影响。

4无人机航空摄影测量技术的发展趋势

未来主流发展趋势主要有两个方面：其一是智能化程度进一步提升，例如现阶段航测中仍存在较多无效数据，或是影像资料重叠度高、模糊影像多。随着无人机智能化程度进一步提升，可以自动进行曝光补偿、调整拍摄角度等，获取更加清晰的影像资料。其二是无人机及其搭载设备（通讯模块、摄影设备等）的微型化，以实现更长的航行时间，完成更多的航测任务，适用于更大规模的水利工程。

5结语

根据目前该技术的发展情况来看，航空摄影测量进行水利工程测绘中有着很重要的应用，不仅可以提高水利工程地形测绘的精度，同时也可以减少工作量，目前我国的航空技术在不断发展，水利测量技术也在不断进步，分辨率越来越高，及时性越来越好。这样就使得水利进行测绘的过程中得到的测量结果越来越符合实际情况，这对于水利工程的整体设计以及维护有很大的帮助，有利于我国水利工程的持续健康发展。总之，随着数据处理新方法的不断更新、无人机软硬件的不断发展，无人机航空摄影测量技术在未来的道路上就会走得越来越远，高程精度偏低的问题一定会得到更好地解决。所以说，一旦该项技术全面应用于水利工程，一定是水利行业的一次重大变革。

参考文献

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