秦立明
（河北聚浩测绘技术服务有限公司 河北廊坊 065600 ）
摘要： 本文以无人机为例分析无人机技术优势，就提出具体的水利勘测应用要点进行深入探究，旨在为相关从业人员积累更多的工作经验。
关键词：无人机；遥感技术；水利工程；勘测应用研究
1 无人机遥感技术应用优势
1. 1 机动性良好
相较于航天飞机及绕地卫星等传统飞行器，无人机体积较小且机动灵活，以多旋翼无人机为例可设计为折叠式旋翼，大大压缩无人机体积。无人机运输条件较为宽松，利用机动车等交通工具可直接运送至作业地点且起飞要求较低，不需要专用跑道，而多旋翼无人机只需要 1 平方米平地即可起飞， 针对土质松软的区域于地面铺设竹制凉席可视为起飞面或直接于车顶起飞。同时，无人机降落程序相对简单便捷且不需要降落面，遥控人员将无人机悬停高度控制不低于 1 人，交由另一位工作人员握住无人机脚架再关闭油门停止转动螺旋桨， 实现无人机安全降落。
1. 2 反应速度快
无人机应用于突发性事件能快速投入作业，实现短时间内进入现场实现大范围监控及监测，其监控有效率高达每台每天 300 平方千米，并且无人机遥感投入作业前可自行规划设计其自身航线，工作时进行校对修改。由于无人机自身具备故障自行诊断功能及一键返航功能， 一旦作业过程中出现故障可自动垂直上升至一定高度自行返回地面操作站。 同时， 无人机实时传图功能实现短时间内获取较高分辨率图像，无人机航拍所获取的影像分辨率远远高出卫星遥感所获取的影像数据分辨率，其分辨率高达亚米级或 100 至 500 毫米，适用于绘制 1：10000 以上比例尺地图。
2 无人机遥感技术在水利工程勘测中的要点研究
2. 1 工程测绘
一般说来，水利工程测绘测量工作可分为变形观测、放线测量、定线测量、纵横断面测量、地形测量及平面高程控制测量，而平原地区实行全站仪测量、经纬测量及水准测量均能取得良好的效果，但是山区树立工程云层较低且地形地貌相对复杂，客观上加剧卫星遥感测量及传统光学仪器测量的工作难度。同时，无人机遥感起落条件较低，操作人员于安全区域进行操作极大程度上节约人力物力财力投入， 并且无人机始终处于低空飞行状态实现云层下拍摄获取高分辨率影响，大大提高山区水利工程测绘测量工作效率，以达到保护工作人员生命安全的目标。
2. 2 地质勘查
传统水利工程地质勘查方法普遍为地面勘察法，无法准确监测施工区域地质可能出现泥石流及滑坡等地质灾害， 一旦水利工程施工区域地质条件过于复杂多样则客观上加剧工程勘察工作难度， 完全依赖地面勘察法获取施工区域地形地貌及地质条件等信息是不切实际的做法。相较于传统勘测技术，无人机遥感技术具有运行成本低廉、安全性高及操作简单便捷等鲜明特点，不止能航拍分析水利工程施工区域地质条件，更实现设定时间动态监测分析地质条件，便于观察水利工程所在区域地质条件的发展趋势，评估水利工程施工区域地质可能存在的不良地质现象，结合发展趋势及发展方向开展水利水电工程防护工作，为消除不良地质现象提供强有力的数据支持。
2. 3 日常监测
伴随水利工程数量不断增多，水利工程施工地质条件日趋恶劣，水利工程基础建设无法满足理想要求且防洪标准不断下降，造成坝基及坝体耐久性不足，一旦地基处理不妥当则加速水利工程老化速度，导致水利工程出现渗漏问题，直接影响水利工程正常运行，存在引发较大经济损失的可能性，甚至威胁周边人民群众生命安全及财产安全。水利工程应用无人机遥感技术实现日常实时监测，及时发现是否出现水库渗漏问题，尤其是水库遭遇特大洪水及地震后，无人机遥感技术能快速获取水库现状，获取灾情地区分辨率较高的影像资料评估灾害对水库的影响，为作出应急方案决策提供强有力的支持。
此外，土壤湿度侧面体现水利工程灌溉区域生态、水文及气候等条件，而土壤湿度变化直接决定土壤力学特性及热血特性，土壤湿度调查对于掌握水利工程灌溉区域水文特性具有不可比拟的积极作用。无人机遥感能定期获取灌区高分辨率影像，主要通过无人机获取影像进行光谱分析，是分析土壤灰度值的主要依据，便于开展土壤水分调查研究。
3 无人机遥感技术在水利勘测中的应用
3.1 现场监督与取证
水是社会发展， 以及人们生活的物质基础。因而加强水力资源的管理工作非常必要。 我国的地貌特征形式多变，许多地区的水土流失问题非常严重，影响复杂。因此掌握并了解不同地区的水利问题，是现阶段水利管理的重中之重。针对不同地域的特点，采取无人机技术监控，能够实现更好的信息数据搜集。如通过现场监督，便可以了解当地区域的水土流失问题，及流失现状特点。此外借助于高分辨率的卫星遥感技术，还能够获知水资源的水量及流域面积及富氧化问题等。此外，由于我国目前的水资源管理主要为各级水管理部门完成的。 因而实效性更强的无人机技术可以有效帮助水利管理工作完成现场的监督与管理工作。
3. 2 航空摄影测量外业像片控制点测量
像片控制点分为平面坐标点、高程点及平高点。 水利工程项目区地形起伏一般不大， 交通条件相对便利，可依据规范，航向按 4-5 条基线间隔布设外业像控点，旁向按 2-3 条基线布设像控点，一般均布设为平高点，像控点布设密度应均匀，点位应选在旁向重叠中线附近。当旁向重叠过大而不能满足要求时，应分别布点，点位应布设于明显地物转折点上或相应分辨率点状地物中心。若项目区面积较大，可先用快拼软件拼图，在整体影像上进行像控点的选点，若项目区面积较小，地形起伏不大，可直接在单张像片上选点标定。传统的像控点测量采用小三角、导线测量或 GPS 相对静态定位及RTK 方式测量，测量成果一般还需进行坐标转换，以使控制测量坐标统一到国家坐标系内。
3. 3 无人机低空航摄内业处理环节
无人机航测在水利工程测量中的内业处理主要包含数据准备和数据解算两个阶段。在数据准备阶段，无人机航测飞行结束后，要注重位置与姿态的系统处理， 注重航拍的位置、 航向与旁向的倾斜角度以及相片自身的偏旋角度，加强数据对比工作，进行有序整理。在参数设计上要做好参数改正，确定独立的坐标，设置像控点的影像进行有效标记。在数据解算过程中，主要包含新建项目、加入控制点、数据处理、数据导出四项具体内容。在数据的处理上，注重勾选初始化的精度处理，通过有效的控点位置满足精度要求，以此更好地完成本地的要求。在数据的导出环节，无人机系统具有较为繁多的导出模型，通过建立立体模型， 将空三的成果进行有效的检测，确保每项平面误差控制在5cm 以内，高程的误差控制在0. 3m 之内。通过数据项目的设计要求，进行有效的数据测图，最终形成数字线画图。
4 结语
通过本文探究，认识到水利工程勘测应用无人机遥感技术能大大提高勘测工作效率带来全新工作思路，而如何应用新兴技术做好水利工程勘测工作，是勘测人员在实际工作过程中所面临的主要挑战。因此，相关技术人员积极转变传统工作理念，灵活应用无人机技术做好水利工程勘测工作，充分发挥无人机技术应用优势弥补传统勘测技术的不足，优化水利工程勘测流程节约人力物力财力投入，保证水利工程勘测数据准确性及精确性，为我国水利工程勘测技术可持续性发展提供强有力的支持。
参考文献
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