航空摄影测量技术在电力工程测量中的应用

沈浩 赵智乾

摘要：由于电力线路工程在建设过程中往往需要对较大范围的工程区域进行航摄测量，而无人机航测技术不仅适应条件要求相对较低，应用比较灵活，同时其技术成本也相对较低，因此电力线路工程的建设单位要充分结合电缆工程的实际情况，准确把握无人机航测中的像控点布设、图像数据采集、空三加密、数据处理以及场景构建等测图技术要点，全面提高航测数据的准确性。

关键词：航空摄影测量技术;电力工程;测量应用

1无人机摄影测量系统构成及测量原理

1.1无人机摄影测量系统构成

无人机摄影测量在当前工程测绘中发挥着重要作用。从结构组成来看，无人机摄影测量系统涵盖硬件、软件两部分。硬件系统不仅包含无人机、机载设备等内容，同时涉及地面站和传感系统等单元。软件系统包含航线设计系统、飞行控制系统、远程监控系统、航空摄影检查以及数据处理系统等重要组部分[1]。在实际测量中，无人机飞行平台、机载设备的应用为无人机摄影测量工作开展创造了基本的载体环境，在实际测量中，基于软件系统设计航线、航摄覆盖检查、数据实时传输等功能的实现，无人机测量系统平行飞行和程控姿态稳定性得以有效保证，有效地保證了无人机软件摄影测量的整体效率和质量。

1.2无人机摄影测量的基本原理

使用无人机获得地面的影像资料是无人机摄影测量的基本工作原理。在实际测量中，无人机内部安装了机载计算机控制系统，同时配置多个传感器镜头，这些镜头处于不同的方向。无人机到达预定航道后，这些传感镜头就会不同角进行地面取像，准确获取同一地物的多项摄影数据，为后期数据联网平差处理奠定了基础。摄影测量中，无人机主要是通过无线遥感设备进行控制的。针对摄像机获取的资料，可在现代通信手段的支撑下，将其传输给地面站的数据处理系统，最终，经数据处理系统的系统分析和校正，确保了摄影测绘地形图的有效生成。在无人机摄影测量中，应就摄像机的精度进行合理控制。譬如，针对电力工程测量，工作人员多采用1∶2000比例尺，该条件下，摄影机单镜头的像素数量多控制在2000万像素以上，这有效地提升了摄影测量效果，满足了电力工程建设需要，并为电力线路路径规划和障碍规避创造力有利条件[2]。

2无人机航空摄影测量要点

2.1确保数据采集准确，处理数据合理

在工程测量当中应用无人机航空摄影测量技术，为了确保传递回来的数据具备较高的准确性，在实际应用过程中，相关工作人员就必须先对无人机获取到的信息等进行全面的检查。严格按照采集方法实施数据收集，如果在采集过程中发现不合理的地方，必须及时停止采集工作，第一时间找出问题根源。与此同时，为了保证在遭遇突发情况时能够冷静对待，推进测量工作的稳步进行，工作人员必须不断提高自己的专业能力，确保拍摄方法掌握全面。在进行数据分析过程中，工作人员必须严格计算每一项数据，进而得到最终可靠的数据。

2.2进行质量检查，确保成果更加准确

为了确保工程测量最终结果可靠，在应用无人机航空摄影测量技术过程中，工作人员必须认真做好拍摄结果的分析，同时把控好拍摄过程的质量，促使每个环节工作有序推进，对每一项测量的结果都应该深入核对与分析。另外，还应该对测量企业的工作质量进行全面的调查，如果发现违规操作，必须即刻停止验收，进行反馈[3]。

3测量应用过程

3.1空中三角测量

空中三角测量是倾斜数据处理的核心步骤，利用影像 POS 数据采用区域网平差以投影中心点、像点和相应的地面点三点共线为条件，作为一个整体进行平差，剔除误差较大的噪声点;对外业采集的主控点和像控点进行预处理，在区域网平差成果上进行刺点，对刺点误差较大的点进行多次微调，影像边缘刺点要保持 2 cm 的距离[4]。

3.2密集匹配

密集匹配技术作为三维重建重要技术，其核心是先利用 Mean shift 分割方法进行色彩分割，分割成颜色均匀的区块使分割出来的每一个小块都处于一个物体表面，综合采用 SIFT、Roberts、Canny、Edge-dog 等算子对区块进行特征提取。运用 DAISY算子进行描述结合 K-d 树进行特征匹配，利用极线进行约束并进行指导匹配，倾斜摄影测量采用密集匹配技术提高了特征匹配的精度。

3.3实景三维建模

实景三维建模通过多个传感器多个角度采集物体的影像信息，与机载 GPS 接收机和高精度 IMU 高度集成，同时获取多角度影像的位置和姿态数据。利用专业软件经过空三加密、区域网整体平差、多视影像密集、构建三角网 TIN、创建白模、纹理自动映射进行三维重建，快速制作地物的实景三维模型，具有反映地物周边的真实情况[5]、可以实现单张影像量测，采集建筑物侧面纹理信息、数据量小易于网络发布的优点。

3.4电力测绘成果制图

本工程属于某 330 k V 输变电工程，项目包含一个 330 k V 变电站和两回同塔四回线路的勘测设计。明确提出采用三维数字化设计，路径走廊有厂区、铁路、居民区、管线等复杂地物，传统的摄影测量无法显示侧面纹理信息无法满足业主对三维数字化设计成果的定制要求，基于倾斜摄影测量技术生成实景三维模型具有精度高、质量好、纹理信息丰富的突出的特点，利用实景三维模型极大提高三维数字化正向设计制图质量，电力测绘成果主要包括绘制平断面图、塔基地形图、跨房图、路径图等主要成果，其成果如图 1所示。

4总结

在电力线路工程建设中应用无人机航测技术能够有效提高摄影测量的效率和质量，为电力线路工程提供更加全面、高精度的影像数据，降低航摄测量的成本，因此电力线路工程的设计规划以及施工单位要对无人机航测技术进行更加深入的研究，加强技术创新，提高无人机航测技术应用的适应性和有效性，推动我国电力线路工程建设的现代化发展。

参考文献：

[1]王新，王旭，王新涛，张龙.航空摄影和GPS-RTK测量技术在白云湖水库建设工程测量中的应用[J].砖瓦，2020（07）：87-88.

[2]吴维国，宋庆志，束庆波，魏茂荣.无人机倾斜摄影测量技术在复杂电力工程勘测中的应用[J].通讯世界，2020，27（01）：229-230.

[3]邓燕君.无人机倾斜摄影测量技术在电力工程中的应用[J].通讯世界，2019，26（02）：170-171.

[4]胡念念，孟敏.无人机航空摄影测量技术在电力工程测量中的运用初探[J].低碳世界，2018（12）：62-63.