李生平

[摘 要]無(wú)人機(jī)低空攝影測(cè)量技術(shù)憑借著其明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，被越來(lái)越多地應(yīng)用到工程建筑、項(xiàng)目規(guī)劃等領(lǐng)域。進(jìn)入到二十一世紀(jì)以來(lái)，社會(huì)繁榮發(fā)展、經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)，相應(yīng)的對(duì)于各類基礎(chǔ)服務(wù)設(shè)施規(guī)劃建設(shè)領(lǐng)域的關(guān)注和投入也越來(lái)越多。譬如電力工程，這是一項(xiàng)直接關(guān)乎著社會(huì)發(fā)展、經(jīng)濟(jì)建設(shè)、人們生活保障的國(guó)計(jì)民生的大事業(yè)。在傳統(tǒng)的電力工程人工勘測(cè)中，存在著效率低、成本高、準(zhǔn)確率得不到保證等問(wèn)題，而低空無(wú)人機(jī)與全數(shù)字航測(cè)路徑優(yōu)化技術(shù)的出現(xiàn)與應(yīng)用，相比較之下不僅效率高、靈活機(jī)動(dòng)，更重要的是經(jīng)濟(jì)性好、勘測(cè)的準(zhǔn)確度更高。尤其是對(duì)于山區(qū)山林以及中小面積區(qū)域的電力線路測(cè)量工作中，無(wú)論是設(shè)計(jì)水平還是綜合效益，均可得到最大保障?；诖耍疚膶?duì)山區(qū)電力線路工程測(cè)量工作中使用到的低空無(wú)人機(jī)及其航空攝影技術(shù)的路徑優(yōu)化，簡(jiǎn)要探究，旨在提高電力工程線路勘測(cè)設(shè)計(jì)工作效率，最大限度降低勞動(dòng)強(qiáng)度，以此來(lái)滿足 電力工程建設(shè)精細(xì)化、智能化等需求。

[關(guān)鍵詞]電力工程； 低空無(wú)人機(jī)； 全數(shù)字航測(cè)技術(shù)

中圖分類號(hào)：TM533 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）31-0305-01

1、概述

傳統(tǒng)航空攝影主要是借助和利用大中型飛機(jī)搭載專業(yè)的測(cè)量相機(jī)來(lái)進(jìn)行航拍。從多年的應(yīng)用實(shí)踐與發(fā)展來(lái)看，基本可以滿足一些大小工程項(xiàng)目的施工規(guī)劃以及設(shè)計(jì)階段的具體需求。傳統(tǒng)航空攝影技術(shù)固有的優(yōu)勢(shì)是，獲取畫面大、提取的影像數(shù)據(jù)清晰度高。但是，傳統(tǒng)的一套航空攝影測(cè)量技術(shù)一般都需要專用的機(jī)場(chǎng)和經(jīng)過(guò)空管審批。在這種局面下，再加上工程勘測(cè)作業(yè)周期長(zhǎng)、受天氣狀況影響大、耗費(fèi)高等，總體來(lái)看還是費(fèi)財(cái)費(fèi)時(shí)費(fèi)力。特別是對(duì)于山區(qū)地區(qū)和小面積勘測(cè)，更難以滿足現(xiàn)實(shí)要求。

無(wú)人機(jī)技術(shù)的發(fā)展與推廣應(yīng)用，基本可以很好的解決上述一系列弊端和不足。在無(wú)人機(jī)低空攝影測(cè)量技術(shù)運(yùn)用之下，可以滿足1：1000 - 1：2000 地形圖測(cè)繪的各項(xiàng)基本需求。包括在電力巡線、風(fēng)電場(chǎng)選址等工程勘測(cè)中，效果突出。通過(guò)使用無(wú)人機(jī)低空攝影航拍技術(shù)，一般可獲取到沿線2km 范圍內(nèi)的航測(cè)數(shù)據(jù)。

2、無(wú)人機(jī)航空攝影的工程應(yīng)用與設(shè)計(jì)

通常情況下，可分為四個(gè)階段。即前期準(zhǔn)備階段、像控測(cè)量階段、航拍階段、內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理階段。

對(duì)于第一階段，也就是前期準(zhǔn)備。該部分需要特別留意的是，需根據(jù)項(xiàng)目的要求來(lái)確定相機(jī)和無(wú)人機(jī)的類型。譬如，本次勘測(cè)的電力工程位于山間地區(qū)，這就需要小型的無(wú)人機(jī)及其相關(guān)輔助設(shè)備?；诖耍ぷ鞴芾砣藛T和技術(shù)人員需要收集資料并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)踏勘，以此來(lái)規(guī)劃后續(xù)的航線。對(duì)于第二階段，即像控測(cè)量。在這一環(huán)節(jié)需要重點(diǎn)把控兩點(diǎn)， 分別是像控點(diǎn)的分布設(shè)計(jì)、野外像控點(diǎn)的測(cè)量。關(guān)于其布設(shè)與量測(cè)，主要是針對(duì)電力工程勘測(cè)區(qū)域內(nèi)部分不易被查找的局部區(qū)域。傳統(tǒng)的一套航拍模式及技術(shù)，很難找到足夠數(shù)量的明顯點(diǎn)，并無(wú)法足確保找尋出的這些特征點(diǎn)的分布均勻度，這也是新低空航拍技術(shù)需要優(yōu)化線路的關(guān)鍵。第三階段，進(jìn)入 到航拍階段。該環(huán)節(jié)主要涵蓋三個(gè)方面，第一是檢查無(wú)人機(jī)，第二是無(wú)人機(jī)的低空攝影過(guò)程，第三是現(xiàn)場(chǎng)檢查相片的質(zhì)量。最后階段，即對(duì)收集和獲取到的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。第一是影像畸變校正，第二是空三加密，第三是DEM/DOM制作，第四是平斷面圖的繪制。

3、低空無(wú)人機(jī)和全數(shù)字航測(cè)路徑優(yōu)化技術(shù)實(shí)踐應(yīng)用 -- 以沿海山區(qū)某電廠為例

3.1 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

該項(xiàng)目為輸電線路項(xiàng)目，電壓等級(jí)為500kV ，線路總的長(zhǎng)度為48km 。在整個(gè)沿途區(qū)域內(nèi)，除了需要跨越高速公路和鐵路、農(nóng)田之外，還包括有池塘、河流、平地、丘陵等。該電力工程的勘測(cè)工作，計(jì)劃是拍攝獲取線路沿邊左右兩側(cè)各1km 內(nèi)的影像數(shù)據(jù)。

3.2 無(wú)人機(jī)航空攝影及航測(cè)內(nèi)外業(yè)

如上所述，首先是航帶設(shè)計(jì)與航空攝影。該電力線路工程項(xiàng)目位于沿海一帶，地理地勢(shì)以山區(qū)、丘陵為主，再者就是一些池塘、稻田等。綜合考慮到這一點(diǎn)，故此次航測(cè)技術(shù)的設(shè)計(jì)中需要對(duì)部分區(qū)域進(jìn)行適當(dāng)加寬，盡可能實(shí)現(xiàn)加密分區(qū)接邊點(diǎn)選定的科學(xué)性。該項(xiàng)目共航飛8個(gè)架次，獲取到影像1800多片，且超過(guò)95% 的像片的傾角小于5℃ 。需要特別注意的是，航拍過(guò)程中航線的彎曲度與像片的旋偏角需要與規(guī)定要求符合。

再者就是外業(yè)控制測(cè)量與調(diào)繪。由于該勘測(cè)工程為輸電線路工程，因此，在調(diào)繪像片的時(shí)候，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性是最關(guān)鍵、最重要的。對(duì)相關(guān)的影響因素全面考慮進(jìn)來(lái)。如線路路徑走向、河流、道路、通訊線、電力線等地貌和地物特征。然后就是空三數(shù)據(jù)的處理與導(dǎo)出。上述已經(jīng)闡明過(guò)了，共航飛8個(gè)架次，即將區(qū)域分為8個(gè)航攝區(qū)。以此來(lái)依據(jù)，建立多個(gè)作業(yè)項(xiàng)目對(duì)應(yīng)相應(yīng)目錄，并保存相關(guān)的作業(yè)數(shù)據(jù)。在軟件的使用上，該工程測(cè)量采用的是HelavaDPS 二次開發(fā)軟件系統(tǒng)，將處理過(guò)后的空三數(shù)據(jù)文件生成sup文件。

3.3 航線路徑優(yōu)化

①利用選取好的軟件系統(tǒng)將收集和拍攝到的各影像片數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字高程模型DEM，以ASCII文件的形式來(lái)保存，然后再借助電子模板軟件優(yōu)化排位。該環(huán)節(jié)需要重點(diǎn)強(qiáng)化的是，實(shí)時(shí)排位電子模板，以此來(lái)最大程度的確保桿塔與工程規(guī)范要求一致。如此以來(lái)，首先便解決了地面具備立塔的條件這一技術(shù)難題。然后即可加入交叉的跨越信息，將各拍攝區(qū)域的各項(xiàng)數(shù)據(jù)、參數(shù)及其自動(dòng)處理整理出來(lái)的結(jié)果實(shí)時(shí)顯示出來(lái)。最終有助于強(qiáng)化對(duì)規(guī)劃塔型下路徑的準(zhǔn)確判斷，使得路徑調(diào)整更加便捷、及時(shí)。②路徑的調(diào)整與展繪。上述保障做好之后，極大便利了后續(xù)的路徑調(diào)整。此次使用的是HelavaDPS測(cè)量系統(tǒng)來(lái)處理數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)生成立體場(chǎng)景，更加方便了線路路徑的優(yōu)化。此環(huán)節(jié)推進(jìn)中，也就是從立體場(chǎng)景生成環(huán)節(jié)開始，選線工作人員需要在全數(shù)字影像地形圖上來(lái)展繪出初步的設(shè)計(jì)路徑。借助于更加直觀的3D立體場(chǎng)景，更加全局性的觀測(cè)出測(cè)量系統(tǒng)模型的地貌、地物。當(dāng)然，在模塊測(cè)量這一階段，筆者以為，工作技術(shù)人員需要具體結(jié)合影響線路的地物實(shí)際來(lái)進(jìn)行，包括像通訊線、建筑物、電力線等，均需要將各項(xiàng)參數(shù)記錄下來(lái)。如地物到路徑的距離、地貌坡度等。③ 成果輸出優(yōu)化。中前期的準(zhǔn)備與設(shè)計(jì)工作、選線工作全部完成之后，則進(jìn)入到了最終環(huán)節(jié)。此時(shí)，需要將成果、路徑等存儲(chǔ)并導(dǎo)出。具體可將各參數(shù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為dwg 的格式，這樣更加方便后期的使用和調(diào)取。

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