摘要:水利工程测量中,主要采用人工实地测量和卫星遥感测量两种模式,虽然也可以为工程建设与管理运行提供必要的数据参考,但是存在明显的弊端,例如人工测量的效率低、误差大,RS测量的成本较高等。我国民用无人机的研究与开发虽然起步较晚但发展迅速,2018年我国民用无人机市场规模达到150亿元,仅次于美国。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。
关键词:无人机;航空摄影测量技术;水利工程;运用;
引言
水利工程建设需要依照纵横断面图和大比例尺地形图等开展设计与施工,因此,测量工作是水利工程建设的关键环节。通常情况下,水利工程建设的环境较为复杂,对测量技术的要求较高,传统的测量技术已经不适应当前的工作特点与要求,因此,必须对其进行创新和优化。无人机航空摄影测量技术在各个领域的测绘工程中得到了广泛的应用,能够在保障工作高效性的同时,获取精确而全面的数据,因此,受到各领域工作人员的青睐。
1无人机航空摄影测量的技术优势
一是操作灵活,测量方便。无人机体积小、重量轻,可以搭载微型高清摄像机,人为操控对特定的目标区域进行测量,操作十分灵活方便。在飞行模式上,可以垂直升降,不需要专门场地,或是弹射架等辅助设备。根据无人机实时反馈的航测影像,如果技术人员对航测结果不满意,还可以操作无人机对局部区域进行多角度反复航测,直到获取满意影像资料或数据信息为止。另外,由于无人机小巧轻便,能耗较低,续航能力较强,目前一些主流无人机,续航能力通常在30min以上。
二是环境适应能力强。很多水利工程位于山区等环境复杂地带,或是地形比较复杂、危险,人工测量可能会面临较多安全隐患。而无人机航测则具有较强的适应能力,根据地面站系统提前规划好飞行线路,以躲避高大树木或建筑物,安全完成航测任务。
三是数据精确,反馈速度快。在水利工程测量中,对数据结果和影像资料的精确度有较高要求,无人机搭载的高清数码相机,可以获取1:2500~1:1000之间的大比例、高精度影像资料,完全能够满足一般水利工程的建设、管理需要。另外,短距离无人机航测,还可以在摄影测量的同时,及时将测量数据、影像资料,通过无线通讯模块反馈给地面站,地面站接收信号后,利用计算机进行处理,几乎是同步导出结果,为技术人员了解水利工程所在地区的地质信息提供了参考。
2无人机航空摄影测量技术的特点
在应用无人机航空摄影测量技术时,通常会将GPS技术与无人机摄影技术配合使用,在发挥无人机灵活性与便捷性特点的同时,为各种地形的高程点信息采集提供保障,在数字化的地形图中直观呈现测量成果,促进工程测量效率的提升,合理控制建设成本。在传统的卫星遥感技术的应用中,存在测量周期长,难以保障测量数据的实效性等问题。而无人机航空摄影测量技术的应用,能够快速完成数据采集工作,克服时间与空间的限制,大大缩短了测量周期,能够适应多种地形与环境的测量。GPS技术的应用,能够在一定程度上提升测量的精准性,保障良好的成像质量,其较强的可操控性为工作人员提供了便利,因此,在水利工程中较为常用。
3无人机航空摄像测量技术在水利工程测量中的应用
3.1布置外业像控点
确定水利工程所在位置和测量区域后,进行航线规划。确定若干处需要重点测量的外业像控点,作为本次航测的重点对象。将这些像控点按照一定顺序连接起来,形成无人机的航线。尽量减少重复路线,可以节约航测时间,保证无人机在续航时间内完成航测任务。
同时,还要注意做好飞行高度、转弯半径、拍摄角度等具体要素的设计,以保证无人机能够获取更加清晰的影像资料。
3.2航摄
在水库建设中应用无人机航空摄影测量技术时,常使用索尼A7R,该相机能够获取质量较高的影像资料。另外,该技术结合了GPS技术,并采用2架无人机同时测量以增强测量效果。无人机的合理飞行高度为724m,飞行过程中,应防止出现较大的波动;地面分辨率为0.09m,无人机的测量区域面积值为10km2。同时,具备较高的色彩饱和度,能够帮助工作人员直观地分析水库的周边情况,以制订针对性的建设方案。通常情况下,无人机的航向重叠度为75%,旁向重叠度为50%,能够满足测量工作的需求。
3.3外业高层采集
水工建筑物调查测量:对测区内淤地坝、溢流坝坝顶高程、淤积面高程即临水坡脚高程进行调查测量,对抽水泵站管径及位置进行调查测量。地形图调绘:依据拼接影像,结合测量范围进行实地调绘,主要调绘测区内村庄名称、房屋属性、通讯线、电力线、道路材质、交通桥等地物。调绘过程中,根据需要采用GPS-RTK方法实测部分管线设施。
3.4像控测量
为了对水库的成图范围进行有效控制,应合理运用无人机航空摄影测量技术。工作人员应严格按照要求布设像控点,以提高像控测量的质量。以有效成图范围作为基本依据,对当前工程建设的实际情况进行分析,明确水库的范围与中心。控制点的数量应依照实际情况2确定,通常在20个以上,并且水库的拐角和顶点位置是像控点布设的主要位置。然后根据无人机航空摄影测量技术的相关规范开展测量工作,确保像控点能够满足GPS观测的需求。布设像控点时,需要注意控制高程位置的稳定性,选择测量区域中视野较好的位置安装接收设备,保障GPS观测的实际效果,防止遮挡物等对接收设备产生干扰。通过规范化的像控测量,获取高质量的近景与远景成像。
3.5工程检测
在水利工程施工的过程中,可能因自然条件,某些已经施工完成步骤遭到破坏,从而留下安全隐患。而这种隐患通常不会被肉眼所发现,因此需要航空摄影测量进行反复的查验,对已经完成的施工步骤定期的进行检查,其所具有的定位系统和接收系统,能够更直观的将隐患显示,一旦发现隐患产生,应立即停止施工,对隐患部分进行更加严密的复工。安全问题是每一个工程成功最主要的条件,若无法保证安全问题,那么企业将会面临倒闭的严重后果。因此,该技术是十分重要的检测技术,其可以更好的提高工程的标准。
结束语
无人机航空摄影测量技术具有适应性与灵活性强、工作效率高以及易于操控等特点,因此,在当前水利工程建设中的应用较为普遍,能够保障工程建设的质量,保障社会生产生活的正常运转。在该技术的应用过程中,应对外业像控点的布设、航摄、像控测量、数据采集和调绘等各个环节进行有效控制,发挥该技术的价值与优势,满足工程建设的要求。
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