低空无人机遥感在水利工程测绘中的应用研究

何龙 苑攀峰

邯郸市水利水电勘测设计研究院 河北邯郸 056000

无人机具有灵活、快速、廉价等优势，可以深入到人们无法进入的位置进行水利工程测绘。随着技术的发展，低空无人机遥感技术正在变成水利工程测绘工作中的重要手段，可以帮助技术人员充分了解当地的地质情况。

1 低空无人机遥感技术概述

无人机就是无人驾驶的，可遥控或者自动飞行飞行器，其优势在不同的方面都有体现。利用无人机搭载影像设备，能在很多人力不容易到达的地方录制影像资料，并且随着影像技术的提升，很多无人机搭载的影像设备都具备很高的清晰度，能满足专业影像的大比例、高清晰度的要求。目前，低空无人机遥感技术已经能满足地形测量拍摄的需要，并且在起降的过程中，并不会有太多的限制条件，无论是稳定性还是经济性，都比传统的测绘效果更好。同时，由于项目地点的特殊地貌和气候条件的影响，多数时候会处在人无法达到的位置，利用无人机进入，能避免出现拍摄死角。同时，很多无人机具有非常强的自动化水平，可以搭载不同的传感器，利用影像、红外等方式能作出不同领域的自动化测绘，对地形地物的特征点捕捉更加详细，对于研究水利工程中各种地形环境的影响设计研究工作顺利进行，提供更精确细致的基础数据依据[1]。

2 无人机在水利工程中的优缺点

2.1 无人机的优势

使用无人机最直接的优点在于成本非常低，无人机不需要驾驶员，而且是机体的体积比较小，易于运输和存放。在部署上，具有全天候、全时段作业的优势，能够深入危险地区作业，最大幅度上避免了人员伤亡。无人机可以深入到恶劣的飞行环境中，只要程序设计合理、遥控人员稳定，无人机在空中滞留的时间就不会太长。在维护上，无人机依靠自身简单的构造也有维护成本低的优点，操作人员的训练成本也比较低，只需要学习一定的理论知识和应用知识就能顺利完成对无人机的操控。

2.2 无人机的缺陷

使用无人机进行水利工程影像测绘时，飞行的过程中容易受到其他无电线信号和人员因素的干扰，如果发生比较严重的电磁干扰，那么无人机飞行就会产生严重的事故。其次，如果需要测量的数据量比较大，或者传输系统受到了干扰，无人机的操控系统也会有一定的延迟性，影响救援和测绘的速度。

3 水利工程测绘中的低空无人机遥感技术

3.1 影像获取技术

在水利工程中发挥作用的飞行设备非常多，包括飞行器平台、动态差分GPS、光谱成像仪、激光扫描仪、数码相机等等。无人机设备是在应用中，能够实现地形测绘的设备多样化，并且软件系统也比较丰富，包括图像处理软件、GIS系统、飞行系统等等。另一方面，无线网络通信系统和卫星通信系统也是无人机操控的重要支撑，使用飞行系统可以将设备运送到预定好的位置，并且根据水利工程测绘的需要，针对性地进行拍摄等工作。无人机的飞行系统能对航线进行规划工作，以及记录无人机飞行过程中的各方面情况，包括飞行姿态、航程、云台等等，所有数据都会向地面信息系统同步。地面系统则能够针对接到的信息数据，对飞行路线优化，以及接收无人机发出的影像资料。

在测绘中的过程中，测绘人员只需要根据水利工程测绘的需求来选择相关的设备，保证影像的质量并且保证图像获取的速度，有效测绘地区的各方面情况。也能确保后期利用这些数据来进行地区测绘，更好的为水利工程设计提供基础数据支持。

3.2 数据处理技术

对水利工程进行测绘的工作中，无人机会搭载测量型数码相机，拍摄影像是会出现镜头畸变的问题，为了保证图像的可用性，就需要在拍摄过程中对畸变参数作出调整，以便快速获得数据信息。在对数据处理的过程中，测绘人员需要对无人机系统影响下的影像资料作出针对性处理，例如统一图像的色彩和光线，确保影响匹配中的稳定性。并且，测绘人员也要全面、深入把握飞行控制系统的功能和作用，以及准确记录工程信息数据。

为了提升影像匹配的精确性，可以采用同名点匹配的方式，让影像匹配的搜索范围缩小，确保匹配精度。在完成同名点匹配之后，测绘人员就可以根据地区各方面的实际情况，进行自由平网差。之后，再向地图内加入控制点数据、坐标信息等等，确保精确完成绝对定向。在进行处理的过程中，必须要对测区地面影像做好针对空中的三角测量加密工作，利用地面的控制点，来对地形地貌进行测绘，获得一系列影像资料，以及获取项目地点测绘范围内各个方面的加密点的云数据。

4 低空无人机遥感技术在水利工程测绘中的案例分析

4.1 案例简介

某地区拥有发达的水利条件，当地政府也针对性地发展水利建设，开发水利资源。在某水电工程位置，周边有茂盛的植被，较高的山崖陡坡，交通不便人力难以到达，所以给对当地的水利工程测绘造成了非常大的难度。为此，负责人员选择了低空无人机遥感技术来弥补当地实地勘察的不足[2]。

4.2 项目实施步骤

该项目的过程包括航摄分区、航摄实施、后期影像处理、影像质量检查、影像再处理。确定采用低空无人机遥感技术后，工作人员针对平均海拔、地貌特征等因素对航摄区域进行了航线部署。

航摄的实施步骤为：无人机根据计划进入场地，然后进行设备的调试工作。在完成航摄仪的链接工作后，在对设备进行通电检查，排除可能存在的故障。之后为适应现场的地理等情况，以及对水利工程的勘察要求，还要做好正式作业和准备工作，进驻测区之后先完成一段试飞，然后调试影像的航测参数。

5 结语

无人机技术在水利工程中发挥着巨大的作用，通过使用低空无人机遥感技术，能够对一些特殊地区进行勘察，并且根据低空无人机遥感技术来确定可能造成的水利工程风险。未来仍然需要继续做好低空无人机遥感技术的开发工作，提高水利工程测绘效率。