陶西平
3207221971****3105 江苏省 222300
摘要：我国大江大河与湖泊分布众多,是水利工程建设大国,水利建设对维护国计民生安全、生态环境健康演替具有重要意义。工程区基础测绘是水工建设的先行工作,以全站仪、RTK为代表的测点测量方法能够获取局地精确地形环境信息,然而其外业工作强度大、周期性长、面域精度低的劣势明显,不利于工程建设的细致设计。随着科学技术迅速发展,呈现出多光谱、高光谱、雷达、激光扫描、InSar等多类型、多平台遥感技术,它们在水工建设中取得良好应用,并发挥出一定优势。
关键词：遥感技术；水利工程；建设应用
1无人机遥感系统
无人机遥感利用先进的无人驾驶航空器、遥控技术、传感器、通信和全球定位系统差分定位技术，可自动获得并智能分析土地资源、自然环境遥感和空间信息，例如，地震应用和遥感数据的综合处理、建模和分析技术，其主要特点是可在低空飞行、卫星遥感和航空摄影等，在云层覆盖区也可保障数据的有效采集。数字照相机可作为传感器用于数据的采集工作，并保障良好的图像质量和高空地面的高分辨率。由于无人机遥感平台的机动性和高度适应性，可利用控制装置进行起飞和着陆操作，即使是在天气条件不好的情况下也可进行此项操作。低空遥感系统通过建造用于快速传输和分析遥感数据的控制系统平台，将飞行系统、无线电测试和远程遥控整合在一起。现有的低空无人机遥感系统在不同的部门广泛使用，小型机载遥感设备可对正在运行的图像和数据进行校正工作，交互式处理通过数据校准参数和摄像机拍摄的几何模型提高了无人机绘图的准确性。同时，数据和信息的处理及核实将通过自动图像识别技术直接满足水利工程测绘的当前需要。
然而，在低空无人机遥感方面仍然存在一些问题，由于系统负荷有限，只能使用普通的照相机，这导致了制图结果和实际情况不符。普通照相机与测量仪器之间的主要区别是，该照相机的定位部件未知，且稳定性低。此外，如果外部定向元件的空间后交叉对精度有重大影响，则普通照相机镜片的表面存在畸变现象，这会直接影响到摄影测量成图工作，在这种情况下，就需要对照相机和内部定向元件的失真进行严格评估。由于普通照相机和机身之间的连接不充分，而且运输和飞行会受到震动的影响，因此参数差别会很大，为此，在飞行开始之前，须加强镜头和机身，提高其之间的牢固性，保证其相对位置不会改变。想要保障测绘的最终结果是准确的，就需要一个专门的监测机构负责在作业开始前检查照相机。对照相机进行校正主要是为在摄影过程中恢复波光束形状，在这种情况下，需要使用内部定向元件。为确保照相机能够正确地进行恢复，还需要了解光学失真因子。通常，连续的修改包括主距离和主点校正、光学失真校正，其中包括测试场校正方法、自我检查方法和基于多图像灭点的校正方法，具体的校正方法是根据以下方法选择的：基于现实情况，确保准确的校正结果。
2遥感技术在水利工程中应用
2.1工程区基础背景测绘
工程区环境背景精细测绘是水利工程建设的先导,主要摸清工程地的水文特征、地质状况、地表环境、地形地貌特点,从而为施工可行性、施工难度、工程损耗等的估算提供必需资料。当前主要运用数字摄影测量、三维激光扫描、雷达技术结合GIS、GPS系统实现对面域的非接触、自动化、高密度测量,从而构建工程区三维环境模型。特别是激光雷达技术在地形测量中的应用,避免了野外实地RTK精确测量所需人力时间消耗和测点密度稀疏造成的估算误差。该技术特别适宜在偏僻、可达性低的工程区,可以解决传统测量带来的工作危险,并一定程度上减小技术人员工作强度、提高工作效率。该类遥感技术提供的测量成果能够以二维、三维呈现,还具有动态可视化功能,成为当前工程建设中基础测量的主要力量。
2.2变形监测
工程体变形是工程设施安全运营的重大隐患,也是工程管理的重要内容之一。
现代工程变形检测中应用的精密遥感结合GPS技术已经替代经纬仪、全站仪等传统测点手段。其排除天气和可达性影响,且各目标测点无需保持通视,经高密度像元遥感观测便能提取工程设施空间信息,通过多时相比对之后能够准确估算工程体变形、损耗、位移等信息。这些新技术的应用将多层次监测的变形数据网络化、智能化,便于动态模拟变形过程与解析变形原因,从而为工程维护提供数据支持。
2.3水利规划与水环境治理
水文水资源具有时空变化特征,准确掌握其时空变化特征是水利规划的先导。而二维静态水文图形数据不便于精确计算覆水面积、水环境过程与灾害模拟、环境影响评价;特别是陈旧的图件或资料对识别水文国境、库容估计、汇流过程等均有不利影响。水利部门可以借助遥感技术提取水文的年、季、月、旬等多时相空间分布变化信息,探测河道、湖泊的深度预河床等特征,结合三维环境重建与虚拟现实游戏技术,帮助实现水利工程动态规划。
水环境治理不仅能保护区域居民生产生活安全,还对水工设施的维护具有重要意义。遥感技术能够全方位观测河道、湖泊、岸滩的立体环境,识别水体质量、泥沙、渗漏、地壳活动、生物活动的分布与变化信息,经技术加工后客观而清晰反映区域水文环境现状,从而更好地帮助水利部门实施相关治理工作。
2.4空中三角测量
空中三角测量是很重要的一个环节，其通过摄影测量分析确定图像外部元素的区域。若人机采集的图像的旋转角比较大，可能会导致无法匹配图像及提取共同点。由于风方向的变化，同一条航带的图像在不同角度和不同旋转方式时也会存在差异，这就需要相关工作人员及时地对其进行调整，如果没有及时对其进行调整，那么图像的匹配很难成功。软件的自动处理是有效的，只需要处理原始图像、数据参数、控制点文件等。由于路由的形状是T形，东–西路由和POS数据被用于自动条带的生成。自动匹配连接点允许自动地选择原始点，同时对连接点在区域内的分布情况进行检查，并手动添加点。在摄影测量站应用三维制图，可将绘图图像引入空中三角测量的结果中，并在定点采集和中央处理之后产生制图符号，需注意，符号须满足国家的标准要求。中心线范围内进行图形点匹配，由此产生相应的数据。水域、绿植的编辑可通过DEM网格来完成，DOM对差别进行校正、切割、绘制工作应当基于地形精度、图像纹理等，以便以更可视的方式丰富图像信息，并作为评估数据准确性的基准。考虑到上述情况，即该计划的精确性符合地形图的标准要求，远距离操作符合物理测量标准，并可作为参考。内外部调查清楚地表明了低空无人机遥感在水利测绘中的作用和可行性。
2.5精度分析
对于立体测图工作来说，VirtuoZo3.7.5是测量站最常用到的工具，把空三测量的结果输入软件中，并开始获得相对定向和核线的数据信息，以根据我国的技术规格中所列的地图符号为基础的综合方法实时收集如地形和地貌数据等信息。
结论
近几年，高准确性的POS系统集成的发展速度加快，小型POS系统被用于低空无人机遥感，从而提供了无缝绘图、三维激光扫描等功能的组合，已解决了负载、航程等方面的不足之处，并扩大了低空无人机遥感的使用范围，以更好地开展水利工程项目的测绘工作，水利工程测绘的附加值增高并降低了这些测量的费用，从而形成发展水利工程测绘的新概念，促进水利工程项目测绘工作更加高效地完成，提高了测绘结果的准确性，并与我国水利工程测绘行业的未来发展方向相一致。
参考文献：
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