李穎

摘 要： 隨著信息化建設和科學技術的不斷進步和發(fā)展，無人機技術以其靈活性好、操作簡單等優(yōu)點在現(xiàn)代及未來遙感測繪中發(fā)揮著非常重要的作用。本文通過介紹無人機航測的特點和基本情況，分析無人機航測技術在河道測繪中的作用，提出無人機技術在河道管理方面的應用探討，為全面實現(xiàn)“十三五”水利信息化提供了一些新方法。

關鍵詞： 無人機;航測;河道測繪

【中圖分類號】TP311 ? ? 【文獻標識碼】A ? ? 【文章編號】1674-3733（2020）04-0080-01

近些年來，航道測繪的工作量逐漸呈現(xiàn)上升的趨勢，并且要求提高測量的效率，但是就目前情況來看，以往對岸線的勘定及動態(tài)監(jiān)測，大都通過人工實地測量和衛(wèi)星遙感影像解譯，由于岸線地形復雜，有些區(qū)域難以到達，現(xiàn)場測量困難，而且外業(yè)工作量大;而遙感影像解譯獲取岸線的精度不高，難以滿足大比例尺成圖要求。傳統(tǒng)的測量技術很難滿足新的要求，需要盡快完善測量的技術和設備。隨著無人機技術的發(fā)展，尤其是低空測量技術的快速發(fā)展，將無人機于測量系統(tǒng)進行有效的結合，能夠有效地提升航道測量的效率，還能夠降低工作人員的工作強度。

1 無人機航攝測量技術

無人機是一種利用遙控設備和自備程序進行操縱的無人駕駛航空器。無人機航攝技術是繼衛(wèi)星遙感、大飛機遙感之后發(fā)展起來的一項新型航空遙感技術。它憑借其機動靈活、操作簡便、低空飛行、成本低廉等優(yōu)勢，越來越廣泛應用于小面積測繪和高分辨率影像圖制作的數(shù)據(jù)獲取過程中。

無人機航攝測量技術的特點：無人機航攝測量技術的特點包括：（1）價格的經(jīng)濟和靈活性，操作流程比較簡便，勘測周期及地點不受局限，為專場提供了便利條件，同時無需具備專業(yè)的起降機場;（2）系統(tǒng)的空間性，該系統(tǒng)雖占用的體積較小，卻較為集中，并且具備較成熟的設備技術與整體系統(tǒng)的集成技術;（3）天氣條件對其影響較小，能滿足地形復雜與云下低空環(huán)境的飛行需求;（4）具有較高的影響分辨率且現(xiàn)勢性較強，并且其信息采集量較大，數(shù)字化層次深，因其具備較高的采編性，滿足了不同項目的不同要求，為項目的管理工程提供了便利條件;（5）系統(tǒng)后期的維護工作較為簡單且其工程安全性能較高。

2 無人機航測主要流程

無人機航測主要有兩大模塊組成，分別為外業(yè)子系統(tǒng)和內(nèi)業(yè)子系統(tǒng)。

2.1 無人機航測外業(yè)流程。無人機航測外業(yè)流程為：先建立無人機載體系統(tǒng)、地面飛行監(jiān)控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)接收與預處理系統(tǒng);其次進行外點像控點測量;根據(jù)測量時數(shù)據(jù)建立空三加密模型;最后進行數(shù)字化測圖和數(shù)字線畫圖。在實際作業(yè)過程中，無人機航測需要根據(jù)水利工程測量范圍、分辨率的要求，對航拍線路進行合理規(guī)劃。

2.1.1 航線規(guī)劃。根據(jù)航測測圖的比例尺、分辨率確定合適的航高，根據(jù)設計書和合同要求確定范圍線，根據(jù)測區(qū)的高差確定飛行高度，航向重疊率一般設置在80%左右;旁向重疊率通常設置范圍為60%-80%，需要三維建模請選擇高重疊率來確保模型質量。構架航線，在測區(qū)范圍內(nèi)加飛的若干條與測圖航線近似垂直的航線，在基本航線的兩端起到控制點的作用，減少測區(qū)內(nèi)地面外業(yè)像控點的布設工作量，增強區(qū)域網(wǎng)模型之間的連續(xù)性，提高加密平差精度。

2.1.2 像控點布設。像控點是攝影測量控制加密和測圖的基礎，因此，野外像控點目標選擇的好壞和指示點位的準確程度，直接影響成果的精度。采用CGCS2000坐標系統(tǒng)，高程系統(tǒng)為1985國家高程基準。在測區(qū)的四個角和中間位置布設像控點，如果需要多架次飛行或者帶狀測區(qū)的，盡量保證不同架次之間的重疊區(qū)域有像控點。理論上像控點最低要求為三個，但是建議做五個以上。測區(qū)越大，需要布置的像控點越多，采用RTK對像控點進行坐標采集。

2.1.3 實施飛行。第一，起飛前，先用連接無人機，檢查飛行器狀態(tài)，刷新返航點。飛行中，應該走到空曠的無遮擋的地方將遙控器天線對準飛機的位置，以防止斷開信號，導致無人機中斷任務返航。第二，注意測區(qū)是否屬于禁飛區(qū)，測區(qū)內(nèi)有無高層建筑物、信號塔、高壓線，以此來確定合理的飛行高度。選擇地形平坦，開闊，相對位置較高的地方作為起飛點，并且起飛點需要考慮航線最遠處的信號傳輸問題。第三，當拍攝任務結束以后，通過階梯式降落方法，緩慢降低飛行高度，避免下洗氣引起旋翼機失穩(wěn)，造成無人機墜毀事故。

2.1.4 成果檢測。手工篩選掉漏漿，方向不對，相機過曝、欠曝等不符合要求的照片。查看無人機拍攝的照片自帶pos信息，查看照片經(jīng)緯度及其它信息。如果不符合要求要返工進行修測、補測。

2.2 內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理

2.2.1 正射影像生產(chǎn)。采用專業(yè)正射圖像處理軟件，制作成專業(yè)的、精確的二維地圖和三維模型，進行像控刺點，空三制作，匹配優(yōu)化，查看質量報告。每一個步驟完成，都會生成一個質量報告，需要注意的有以下幾個地方：平均地面采樣間距、校正控制點的精度、地面控制點的投影誤差?？梢陨牲c云、等高線和正射影像圖。

2.2.2 線劃圖制作。采用北京山維EPS軟件，實現(xiàn)基于正射影像DOM和實景表面模型的垂直攝影三維測圖。對實景三維模型的數(shù)據(jù)的生成、加載，使用基本編輯工具和符號庫，對照平面和立體圖制作矢量線劃圖，可導出CAD和SHP格式。

3 無人機航測成果

無人機航測通過對傳感器速度、姿態(tài)、方向及相機快門的精確控制，可以對任意測區(qū)進行航空攝影測量，從而獲得高質量的三維模型和正射影像，能及時、有效地獲取長江岸線的地形地貌數(shù)據(jù)，將成為岸線基礎信息獲取和動態(tài)監(jiān)測的重要手段。具有機動靈活、影像快速獲取、高危地區(qū)探測、成本低、高分辨率、低空大比例尺制圖等優(yōu)點，還可針對重點水域、岸線等進行重點和大頻次監(jiān)測，彌補了現(xiàn)有衛(wèi)星遙感、航空遙感和現(xiàn)場監(jiān)測技術手段的不足。

4 結束語

通過該次的研究可以了解到，無人機航攝系統(tǒng)在大比例尺地形圖的繪制中有很大優(yōu)勢，所得到的測繪成果也能夠滿足地形圖測繪的相關要求。能夠為河道測繪工作提供更加強大的技術支撐和保障，可為水利工程提供便捷的實施條件，適應新時期河道工作信息化的需要，切實落實水利行業(yè)強監(jiān)管的水利信息化新的形勢和要求，推動長江經(jīng)濟帶高質量發(fā)展，唱響新時代的長江之歌。

參考文獻

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[2] 劉昌軍，郭良，蘭駟東等.無人機技術綜述及在水利行業(yè)的應用 [J].中國防汛抗旱，2016（03）：34-39.