无人机航空摄影测量技术在水利工程测量中的运用思考

2022-07-04 23:15朱良泽
科学与财富 2022年7期
关键词:测量技术无人机水利工程

朱良泽

摘  要:随着我国无人机技术的不断成熟,其应用范围不断扩大,在此背景下发展出以无人机为飞行平台的航测技术。由于这种新型航测技術具有操作简单和测量精度高的特点,同时其还能够实时反馈被测区域的地理空间数据,并可以适应复杂地形条件下的测量要求,因此无人机航测技术在水利工程测量工作中得到了越来越广泛的应用。测量人员要充分了解无人机航测技术特点,合理确定航测方案,准确把握航测技术要点,确保航测数据全面准确。

关键词:无人机;水利工程;测量技术

现如今,在水利建设工程测量工作中,主要通过人工测量和卫星遥感技术进行测量相关数据,虽然都能为建设工程提供有效的参考数据,但也包含一定的不利因素。

一、无人机航空摄影测量的特点

无人机航空摄影测量的特点包括:第一,快速、高效、机动、灵活。传统的数据采集手段是要经过大量的户外作业工作才能完成的,这样的工作方式导致工作的成本很高,工作的循环周期相对较长,工作的任务量相对较大,而无人机航空摄影测量技术的融入,有效的解决了各种问题,第二,影像的分辨率高,现实性好。当前的无人机航空摄影测量系统搭配了先进的遥感传感器的CCD数码相机,并且相对飞行的高度偏低,可以采集更高分辨率的遥感影像,可以利用在尺寸比例较大,分辨率较高,现实性较高的测量任务中。第三,系统作业能力强。无人机航空摄影测量技术可以应用在地形相对复杂或者灾后现场等一些人力不可及的场所。

二、水利工程测绘中无人机航测外业流程

2.1像控点布设要点

在布设控制点时,需要考虑现场环境,此项目的测量难度比较大,地形地势复杂,可能会出现测量的误差,因此最好选择1:2000 比例尺进行实地测量,使无人机航测技术能够真正发挥作用。在建设水利工程时,需要进一步优化控制点的布设方案,在梳理清楚具体实施步骤和流程之后,利用相关的技术软件确定测量的具体区域,包括Google Earth 等技术,根据地势的起伏和变化,设置合理的布控点,并标记出来,通常会间隔200m 进行布控,设计的宽度保持在15cm 左右,从而能及时分辨出地面6cm 以内的影像。在进行测量时,会采用多种方法,包括GPS 静态测量、RTK 测量、导线测量等,该项目通常会利用GPS 或者导线测量,按照地形地势的分布,设置合理的分区进行布控,并借助自动匹配的方法测量布控点,从而能够将误差控制在合理范围内,从而得到更加精准、合理的航拍数据。

2.2数据准备

在飞行作业技术后,有必要将机内存卡数据及时导出,并处理航拍位置和影像等资料,做好数据资料的事先准备工作,包括对航向的倾角、偏旋角度及航拍范围等信息的掌握。并及时将收集的信息进行筛选和对比,从而整合成符合要求的地理影像缩略图,对标记出的布控点坐标进行确定,在保证整体的信息和位置系统准确无误的前提下,再对数据进行储存,以便随时调出使用。

2.3数据计算

在航测成图前,需要按照旁向重叠度、航片航向的重叠度进行设计,像片的旋角需保持在6°以内,倾角需保持在2°以内,这样才能确保无人机的安全性和稳定性,使各方面指标都能达到要求。在拍摄时,通常会使用比传统航片影像数量多、像幅较小的小型数字相机,将其与遥感设备配套使用。为了快速处理数据,并检查飞行的质量以及影像的质量,从而在本质上达到系统的整体性和快速性的要求,可将快速拼接软件以及影像自动识别技术引入其中。进行测绘时,为了提高航测成图整体的精准度和准确性,有必要合理应用航测模块,使其发挥作用;在计算数据时,需要根据掌握的实际情况进行测算。通常会按照新建项目、增加控制点、数据处理以及数据的导出等几个方面进行作业。通过构建更有效的数据参数,并有针对性地进行数据处理,从而确保整体数据拍摄的坐标,实现各类数据的精准测算,使信息能够更加有效、合理,从而更好地完成无人机航测的任务。

2.4遥感影像处理

2.4.1 拟真色卫星图像

由于蓝色波段通常不会影响识别目标,可在实际应用时,及时对数据进行显示,这也与其散射的特点有关。拟真色卫星图像处理技术能够及时表现出眼睛所看到的影像。红色和绿色光可转化为蓝光波段,这种方式也可以获取拟真色图像。

2.4.2正射处理

在工程建设中遇到比较严重的自然灾害时,为了及时获得相关信息、数据,需要第一时间掌握现场情况,而通常航拍影像、卫星图像没有配套的地图坐标相关信息,这就会导致对现场情况掌握不全面,因此需要做好对相关图像影像的分析工作等。为了实现正射处理的有效性,需要掌握遥感技术中的快速影像正射技术,按照现场情况,提前了解GIS 套叠正射地图。同时,测量人员可利用平台采集航测数据、影像信息,并将数据信息录入平台中,实现对水利工程项目的立体测图。

三、无人机航空摄影测量的成果

针对普通全野外采集的数据而言,无人机航空摄影测量的产物是4D产物,即:DLG(数字线画图)、DOM(数字正射影像)、DEM(数字高程模型)、DRG(数字栅格图)等等。

DLG(数字线画图)的作用相当于传统的地形图,通过数字线画图生成较高质量的数字高程模型,可以提供测区的整体起伏情况,针对水利建设工程而言,可以更加精准更加直观的计量开挖土方和回填土方,可以作为数据源运用到更加精准的水文数模的建立,同时也可以应用在后期对数据源的分析和计算上。数字高程模型和数字正射影像不仅可以建造三维实景模型,同时也对数据成果进行更深层次的加工,建立三维GIS数据库,满足水利建设工程规划设计专业三维协同设计的需求。同时也可以对三维实景建模的数据进行二次开发利用,可以实时动态观测水库库容线曲线,以及分析洪水淹没的情况、在水库大坝的承受能力达到峰值的时候进行预警工作,有效的分析泄洪淹没的范围以及动态变化等等。

四、结束语

在水利工程建设管理过程中,对地形地势的测量过程是非常重要的建设项目之一,只有及时提供有效的、精准的测量信息,才能为各项工作提供有效的参考资料以及技术支持,随着时代科技的不断发展,无人机技术也将越来越成熟,无人机的作用也将越来越大。针对水利建设工程而言,相关的技术人员应该熟练掌握无人机的操作方法和使用流程,有效降低测量过程中的误差,提高测量所得的数据有很高的利用价值,将水利建设工程做到最好。

参考文献:

[1]朱勇.试论无人机低空摄影测量技术在水利工程测量中的应用[J].城市建筑,2019,16(17):161-162.

[2]黎瑾慧,王雪平.无人机航空摄影测量技术在水利工程中的应用分析[J].门窗,2019(04):120+122.

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