无人机航测在水利水电工程中的应用

马江河

（甘肃省张掖市甘兰水利水电建筑设计院，甘肃张掖734000）

无人机航测可以适应条件复杂的水利水电工程，在水利水电工程中利用无人机航测技术，可以满足工程测绘需求，获取高质量的测绘成果，满足工程设计和施工的要求。

1 概述无人机航测技术

1.1 概念

无人机航测技术属于信息化测绘技术，无人机航测充分结合了遥感测绘技术和空间信息技术，集成应用了航空、信息、自动化等学科高新技术，无人机航测具有机动性和快速性以及灵活性等优势，具有广泛的应用范围。利用无人机航测技术无需进行高空作业，技术操作和维护等工作非常简单。经过动力改造升级之后，在水利水电工程中应用，可以快速获取高分辨率的影像数据。无人机航测系统的飞行平台为无人机，在无人机搭载高分辨率的摄像机，利用控制系统自动拍摄和获取影像。无人机航测具有很强的工作能力，同时可以保障实际工作的智能化和稳定性。此外，无人机航测可以搭载不同类型的传感器，可以在各个领域建设过程中利用无人机航测[1]。

1.2 无人机航测在水利水电工程中应用范围

随着计算机技术和遥感测绘技术的不断发展，无人机航测在水利水电工程中发挥着重要作用。在水利水电行业工程建设、管理阶段，需要评价工程建设环境，检测大型水利水电工程的安全性，利用无人机航测实施低空遥感，全面的测绘和检测水利水电工程，可以提供较高分辨率的数据，整体工作速度非常快，可以快速处理数据，获得有价值的测绘数据，为水利水电工程防修和应用提供全面的数据。无人机航测结合了空间信息技术和GPS 技术以及测绘技术等，优化了无人机航测的功能，在水利水电工程安全监测和测绘以及测量等方面都发挥着重要的作用。

1.3 无人机航测飞行试验

首先需要布置航线，航线设计需要结合飞行区和分辨率要求，在地面站软件中利用无人机，根据作业规范合理的设置相对航高和绝对航高以及曝光间隔等。根据水利水电工程的气候条件和航摄区域的地形，设计航线和航线间隔，保障相片的重叠度，落实无人机飞行测试，在作业前无人机不搭载任何传感设备，在这个阶段实施测试，确定没有任何异常之后落实作业飞行。监控人员要确定无人机的飞行高度和飞行姿态等情况，如果发生异常情况，要发送工作指令，并且及时进行干预。此外，要实施地面监控，解决无人机飞行过程中因为高山阻碍导致通讯因此中断的问题。在主地面站发出工作指令之后，在航摄区的高顶部位辅助地面站，监视无人机的飞行状态，并且利用对讲机向主地面站发送报告。主地面站要对辅助地面站给予授权，并且向无人机发送指令，完成所有的工序之后，可以实施无人机航测工作[2]。

2 无人机航测在水利水电工程中的应用

2.1 在工程测绘中应用

在水利水电工程中利用普通的航空摄影技术，技术缺乏灵活性，很难在气候复杂的天气中获取清晰的图像，利用卫星遥感技术，存在时效性的限制因素，需要进行重复测绘和监测，无法满足水利水电工程测绘的需求，因此在水利水电工程测绘领域需要发挥出无人机航测技术的优势。无人机是遥感技术的载体，在实际应用过程中，在无人机上安装荷载数据遥感设备，利用遥感数据处理系统和“3S”技术，全面观测目标，根据测绘人员的工作需求处理相关数据，为测绘人员提供高分辨率的图像，操作人员要注重检校和测试遥感数据处理系统，满足水利水电工程需要的信息。工作人员可以利用无人机航测技术合成不同时段的监测图像，帮助技术人员判断水域变化。此外，技术人员可以结合数据信息计算水流速度和水流方向。因此，在水利水电工程中利用无人机航测技术，可以为管理人员提供决策数据。

2.2 在水域环境检测中应用

在水利水电工程管理阶段，需要动态监测水利水电工程，确定水域环境的实际情况，获取真实的监测数据，为水利水电工程管理工作提供有效的数据依据，保障水利管理效果，提升水利水电工程的实效性。在水利水电工程水域检测过程中需要发挥无人机航测技术的优势，准确定位目标对象，并且发挥实时监控的效果，确定水利水电工程范围内水域变化情况，有效整理和处理水域基础数据，在水域调查和水域统计等工作中提供针对性的数据依据，保障水利管理工作的规范性和合理性[3]。

2.3 在水土保持中应用

在水利水电工程设计和施工过程中，要注重施工区域的水土流失问题，做好水土保持工作。在一些高原地区，水流速度非常快，地质情况也非常复杂，再加上水利水电工程项目范围比较大，增加了水土保持工作的难度，无法满足调查工作需求。技术人员要利用无人机航测技术和遥感技术等，全面调研土壤侵蚀情况，再利用GIS 技术计算土壤侵蚀量，利用无人机航测技术可以获得高分辨率的图像，帮助工作人员明确水土流失的实际情况，保障水土保持工作的针对性。

2.4 利用航摄成图技术

利用航摄成图技术可以测量外业像控点的布设，利用区域网布设方案，在拍摄照片之前，工作人员可以通过实地布标，在航拍之后布设地物点，测绘人员利用航摄成图技术测量和布设平面控制点和高程控制点以及平高点。在利用航摄成图技术的过程中，通过航线网布点，设置航向分段为不同的平高点，实际工作中测绘人员要在方向线垂直直线上布设航线首尾端的控制点。测绘人员要根据摄影区域的情况，合理选择无人机航线，保障无人机在航测过程中可以达到60%以上的测量区域重叠。实际工作中主要是在无扬尘和云雾少的时间段内落实航摄工作，此外要考虑地表植物等对于成图工作的影响，如果时间允许，测绘人员可以利用季节因素，合理控制摄影时间，利用无人机航测技术全面满足水利水电工程需求[4]。

3 无人机航测在水利水电工程应用中应注意的问题

无人机航测技术具有较多的优势，但是也存在不足之处。当前无人机还无法搭载相机稳定平衡系统，在特殊装置上固定相机镜头，利用普通海绵围绕成简单的减速震系统，发挥相机的减震平衡作用。因为无人机摄像缺乏稳定性和可靠性，因此要选择晴朗无云的天气进行航拍，同时要结合地形特征计算行高，制定科学的航拍计划，获取高分辨率的影像。在空中三角测量过程中，要保障像控点的精度，因为空中测量工作非常复杂，需要反复工作才可以获取准确的计算结果。在地貌测绘中合理选取高程点的点位，通常是选择明显的地物点，此外在淹没线周围需要利用传统的测量方法配合补充测量工作[5]。

4 结束语

随着科学技术水平的不断提高，在水利水电工程中无人机航测技术发挥着重要的作用，可以提高工程测量的准确性，保证水利水电工程质量。