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摘要：无人机具有集成度高、机动性强以及成本低的特点，在中小区域落实大比例尺输变电工程勘测工作的过程中，尤其是运用于需要快速成图的区域以及地形险恶的区域，其优势明显。鉴于此，本文就无人机航测在输变电工程勘测中的应用展开探讨，以期为相关工作起到参考作用。
关键词：无人机；航测；输变电工程
1.无人机航测系统
1.1系统组成
如今，无人机航空摄影测量技术的发展逐渐受到了国内外的广泛关注，并且取得了一定的成果，在此基础上成功完成了大量无人机专用航测设备的研制工作。立足于我国测绘行业的标准，要求完整的无人机航测系统的硬件由飞行平台和地面站这两大部分组成。
1.2作业流程
大体上，可以将无人机航测作业流程分为以下几个部分：飞行规划和前期任务设计、图像的获取、数据应用分析以及图像的处理。其中，飞行规划和前期的任务设计包含了空域协调、资料收集、航线规划、现场踏勘以及软硬件的检查等方面的内容，根据地形图的不同，需要在室内选择相应的飞行起降点以及飞行航高，并且完成野外像控点的均匀布设工作。图像的获得节段主要包含了设计实际航线、拼装飞机机体、预设飞行航向以及飞机回收和飞机操控等。图像处理主要包含了影像处理和空三数据建立模型，通过完成一系列的影像裁剪、拼接以及镶嵌，能够最终得到正射影像[1]。在数据的分析以及处理节段，需要立足于工程项目的实际情况获取对应的路径断面、数字线划图以及坡向分析等地物信息。
2.无人机航测技术要求
2.1安全因素
很多电力通道都处于丘陵地区，通视距离小、山高林密，对飞行任务以及航测起降物的选择有较高的要求。因此，在考虑安全的前提下，需要确保外业航测满足以下要求：（1）应该提前实施调查规划工作，并且核实现场踏勘。主要是影响飞行的关键地物，比如机场、高塔以及军事禁区等；选择合理的起降场地，一般情况下需要选择比较开阔的平地，并且在其周围100m不能建设铁塔或者高层建筑，同时还需要制定安全应急预案；（2）一般情况下，铁塔多建造在线路沿线，为了能够有效避免风险，需要将航线设计在比航测区域地物高的100m以上，以免飞行太低，可以在谷歌地球中导入设计好的航线，查看具体的高程；（3）在对总航程进行设计的时候，需要综合考量测区的实际情况，并且调整无人机的性能参数，比如，通常情况下需要风速低于5级，并且要逆风起降；爬升高度不能太高，不然就需要开展阶梯爬升作业，避免由于电机太热引发一系列故障；在温度太低的时候，需要做好电池的保暖工作，避免电池放电不足导致飞机丧失动力[2]。
2.2质量控制
在完成现场作业之后，需要及时检查飞机的影像数据、飞行情况以及像控点的质量。在落实现场飞行检查工作的时候，宽度为2km的带状区域通常为电力线路的航测任务，在实际落实检查工作的时候，需要对旋角和倾角、飞行重叠度、航高变化以及航线弯曲度是否满足限差要求进行检查；同时，还需要对作业范围是否和任务要求一致进行检查，尤其是转弯区域的覆盖程度，以免需要实施二次作业。检查影像数据主要包含以下方面的内容：影像的色调、清晰度、反差以及识别细小的边界；查看影像中是否有污点、大面积阴影以及反光等缺陷。此外，还需要能够对线路沿线的跨越障碍物清晰辨识，比如，低压电力线、道路以及地表植被的覆盖状况等，都需要从影像数据中获取。检查像控点的质量：通常情况下，像控点应该沿着线路两侧均匀呈三角网状布置。如果工程项目用到带后差分无人机，就能够在一定程度上减少像控点的布设数量，一般情况下，1km的线路布设1个像控点就能够满足需要。
在选择像控点的时候，需要有清晰的影像目标，而且要保障色彩的鲜明度，便于实施内业刺点工作。同时具备福相对固定的特点，高程落差也相对较小，便于准确定位，比如，明显的人行道拐角、岩石棱角以及斑马线等[3]。如果以上检查工作不能满足标准要求，就需要立足于实际情况重新制定飞行或者补飞计划。
3.电力线路勘测对比分析
在开展工程项目的勘察设计工作的时候，需要将翼比旋翼机固定，使其具备较强的稳定性，同时后期成图也需要运用这一飞行成果。航模摄影测量新技术的使用，需要用到固定翼飞行技术，以此来有效提升勘测工作效率。该项技术的使用，能够确保无人机勘测工作的正常开展，并且还能够起到优化线路路径的效果，从而选出最优路径。比较传统的设计方法，能够在一定程度上完成实地测量工作、缓解勘测设计工作者的劳动强度，有效提升工作效率，从整体上控制投资成本。
3.1资料清晰度分析
常见的工程项目中，主要用到谷歌卫星图以及1：1万地形图实施航测工作。其中，1：1万的图纸则是于2004年国土局收集的图纸，上面刻画有点线区的表达方法，用来抽象反应这一线路所在区域的地貌地物，如果不够专业则无法理解图纸的内容，该图纸只适用于专业人员在测量距离高差、上面剖切断面以及避开建筑物等勘察设计工作[4]。图上1mm在实际中代表10m。谷歌地图则是借助国外技术针对我国的开放技术平台，在使用该项技术的过程中可能会有和恩多功能无法使用，并且还存在图像不清晰的现象，再加上这是一个公用的平台，缺乏专业性，与1：1万的图纸相比优势显著，而且分辨率和清晰度也比较高。
3.2航测精度要求及对比
（1）对比分析参考数据。测量手簿中设置的参数与EV-Image坐标系中的参数一致。长短轴参考数据一致则表明具有相同的参考坐标。在使用RTK做好像控之后，在完成数据处理的基础之上就能够从整体上转换额飞行区域的坐标系，并且控制误差在合适的范围内。（2）选择GSD与确定行高。就数字相机而言，以往的摄影比例尺f/H无法将影像成图能力准确反映出来，就摄影测量工作来说，只有地面采样距离（GSD）相同的影像，才能具备对应的目标定位以及地面物体的判读能力。某工程项目中，选择的GSD为10cm，垂直重叠率是70%，水平重叠率为60%，因此，需要控制飞行高度大约为300m，使用成图比例尺能够生成为1：1000的图像。（3）对比分析野外精度检查工作。借助航测图点位转换坐标以及实地测量可以了解到与线路勘测要求一致，刺点（图像分辨率）是保障航测图精确度的关键，原始的航测图为WGS84坐标，其属于和谷歌地球一样的坐标系统，像控则是为了转换空间坐标系为直角坐标系[5]。通过计算外业像控点中的误差，在计算飞行误差为5cm范围的时候，其实际误差小于0.1m。
结语
总而言之，输变电工程设计工作与电力负荷和电力系统息息相关，并且还和大量的地理信息有关，属于典型的多因素决策路径，这就需要综合考虑地质条件、地形地貌以及道路的交叉跨越等方面的因素，协调附近的城镇规划，为输电线路勘测设计中无人机航测技术的使用奠定良好的基础。
参考文献：
[1]吴玺，曹瑞超，哈峥，李美英.无人机在输变电线路巡视和应急抢险中的应用研究[J].河北农机，2019（10）：76.
[2]叶方舟，刘晓冬，李良，崔淑娟，张岳，罗中良，王晨.无人机在输变电设备巡检巡视中的应用[J].河北电力技术，2019，38（04）：20-22.
[3]梁翀.基于GIS平台的无人机输变电线路智能巡检的航拍规划仿真研究[C].中国电机工程学会电力信息化专业委员会.数字中国能源互联——2018电力行业信息化年会论文集.中国电机工程学会电力信息化专业委员会：人民邮电出版社电信科学编辑部，2018：168-171.