【摘要】無(wú)人機(jī)低空攝影測(cè)量系統(tǒng)在水利工程測(cè)量中具有十分廣泛的應(yīng)用，拍攝靈活，產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益高，通過(guò)對(duì)水利工程無(wú)人機(jī)低空拍攝測(cè)量的作業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，然后對(duì)具體的低空飛行拍攝進(jìn)行分析，探究了無(wú)人機(jī)在水利工程測(cè)量中的具體應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】水利工程；無(wú)人機(jī)；低空攝影；測(cè)量系統(tǒng)

一、水利工程測(cè)量的作業(yè)設(shè)計(jì)

在對(duì)水利工程進(jìn)行測(cè)量時(shí)，需要根據(jù)工程的地形、環(huán)境設(shè)計(jì)合適的測(cè)量方案，以保證測(cè)量的效率。在某一項(xiàng)水利工程的測(cè)繪中，利用無(wú)人機(jī)進(jìn)行了7個(gè)架次的飛行測(cè)量工作，具體的飛行測(cè)量航線如下圖1所示。

在測(cè)量的過(guò)程中，將工程平面布設(shè)了四等GPS網(wǎng)作為控制點(diǎn)點(diǎn)，一共埋設(shè)了24個(gè)GPS檢測(cè)點(diǎn)，并聯(lián)測(cè)了3個(gè)國(guó)家三角點(diǎn)，在高空控制中采用了四、五等幾何成像測(cè)量分布方法，在控制點(diǎn)采用的是區(qū)域網(wǎng)布設(shè)攝像方案，將相鄰航向的控制點(diǎn)設(shè)置為跨度為8-12的測(cè)量基準(zhǔn)線，成像的控制點(diǎn)一般不再航向及旁向的六片重疊的區(qū)域范圍內(nèi)，然后采用GPS-TK成像的方式聯(lián)控點(diǎn)形成三位坐標(biāo)，在空中攝像時(shí)，設(shè)置信度為99.9%，將圖像的固定解狀態(tài)設(shè)定為HRMS≦0.02 m且VRMS≦0.02m，對(duì)攝影的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，最終將多次測(cè)量值的平均值作為成像的控制點(diǎn)生成圖像，航空攝影采用無(wú)人機(jī)進(jìn)行攝影，按照拍攝作業(yè)的要求，一共實(shí)施了7個(gè)架次的航攝，在拍攝的過(guò)程中采用VirtuoZo NT 3.5采集水利工程的地形地物等要素，并結(jié)合航外調(diào)繪拍攝的資料，并運(yùn)用CASS9.1地形地籍成圖軟件對(duì)所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯，最后形成測(cè)量的結(jié)果。

二、具體實(shí)施過(guò)程

1.低空攝影測(cè)量

在具體的水利工程測(cè)量的過(guò)程中，采用的航攝儀是Canon EOS5 D Mark II，根據(jù)作業(yè)設(shè)計(jì)的要求，進(jìn)行了7個(gè)架次的飛行航拍，飛行的航線達(dá)到了36條，拍攝的照片共計(jì)3903張，具體的航飛拍攝的統(tǒng)計(jì)如下表1所示：

在拍攝的過(guò)程中，每次拍攝成像的斜角小于4.20，成像的旋偏角小于130，航飛的航線彎曲度小于3%。在實(shí)際作用設(shè)計(jì)時(shí)，要求航飛線路不能在照片上偏離大于3cm，拍攝相片的位移誤差不大于30米，通過(guò)上表1所測(cè)試的結(jié)果，表明航拍的距離能夠滿足要求。

2.空中三角測(cè)量

利用像控片、相片點(diǎn)標(biāo)記、像控點(diǎn)（XLS格式）及拍攝范圍線等資料，將拍攝的結(jié)合圖聯(lián)系在一起，在VirtuoZo數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行飛行策略，然后利用Inpho軟件對(duì)測(cè)量的水利工程進(jìn)行空中三角加密飛行策略，為了提測(cè)量的效率，對(duì)每個(gè)測(cè)量區(qū)域進(jìn)行獨(dú)立測(cè)量，將第1——第5架次進(jìn)行單獨(dú)組成測(cè)量區(qū)域進(jìn)行測(cè)量加密計(jì)算，將第6架次分為3個(gè)區(qū)域進(jìn)行單獨(dú)飛行測(cè)量后進(jìn)行加密計(jì)算，這樣便于整體的統(tǒng)計(jì)分析。

（1）加密流程

在無(wú)人機(jī)測(cè)量的過(guò)程中，不同的區(qū)域采用了獨(dú)立飛行拍攝的方法進(jìn)行的，具體的加密流程如圖2所示：

（2）加密點(diǎn)量測(cè)和解算

空三加密點(diǎn)的生成與計(jì)算采用的計(jì)算機(jī)計(jì)算合成，在拍攝時(shí)內(nèi)業(yè)加密點(diǎn)盡量布滿像片全部范圍，同時(shí)要求60重疊的航帶連接點(diǎn)要有具體的拍攝技巧，要求每張拍攝的照片不能少于3個(gè)以上，基準(zhǔn)點(diǎn)的位置選擇采用3×3標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，根據(jù)要求，每個(gè)拍攝區(qū)域的基準(zhǔn)點(diǎn)位置不能少于3個(gè)，要求拍攝能夠?qū)⒛Ｐ偷倪B接處與航帶連接誤差減少到最低，并在圖像處理的過(guò)程中，需要減少構(gòu)網(wǎng)強(qiáng)度的誤差，在基準(zhǔn)點(diǎn)少的區(qū)域要增加基準(zhǔn)點(diǎn)，無(wú)人機(jī)航拍的比例尺寸為1：23 000，在拍攝的過(guò)程中要求保證精準(zhǔn)度，同時(shí)還有經(jīng)過(guò)多人核算，保證拍攝的準(zhǔn)確度。

（3）平差解算

平差解算的目標(biāo)主要是提高無(wú)人機(jī)航拍的精度，便于獲取的處理與控制，主要采用Inpho自帶平差軟件解算，根據(jù)確定的作業(yè)區(qū)域網(wǎng)平差分析，迭代計(jì)算等過(guò)程進(jìn)行處理。

（4）質(zhì)量控制

無(wú)人機(jī)航拍的質(zhì)量控制主要通過(guò)在空三加密的過(guò)程中對(duì)拍攝鏡頭的設(shè)置、信息文件的處理、像點(diǎn)匹配、控制點(diǎn)的選擇、重疊點(diǎn)的控制等相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行檢查與處理，保證成像的質(zhì)量滿足作業(yè)設(shè)計(jì)的要求。

（5）質(zhì)量檢查

在經(jīng)過(guò)7個(gè)架次的航行拍攝之后，通過(guò)對(duì)模型的統(tǒng)計(jì)精確度進(jìn)行分析，主要對(duì)空三角測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，統(tǒng)計(jì)出測(cè)量的模型連接平面位置與控制點(diǎn)較差最大值是0.213 m最小值是0.061m，這樣測(cè)量的高程較差最大值是0.152米，滿足作業(yè)設(shè)計(jì)的要求，說(shuō)明拍攝的高度誤差滿足要求，同時(shí)也說(shuō)明測(cè)量時(shí)確定的作業(yè)模型具有較高的精度，測(cè)量滿足具體的要求，在檢查空三加密的圖像成像時(shí)采用電腦自動(dòng)合成、人工后期編輯處理等一系列的處理，使得空三密的過(guò)程更加可靠。

三、結(jié)束語(yǔ)

無(wú)人機(jī)低空攝影測(cè)量系統(tǒng)在水利工程的測(cè)量中應(yīng)用十分廣泛而靈活，具有投入少，效益高等特點(diǎn)，利用無(wú)人機(jī)低空攝影測(cè)量可以對(duì)1：5000——1：10000的水利工程地形圖進(jìn)行測(cè)量，而且測(cè)量的精度與標(biāo)準(zhǔn)能夠完全滿足工程的要求，在具體的測(cè)量過(guò)程中，因?yàn)樽鳂I(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中的像控點(diǎn)不同，也會(huì)產(chǎn)生不同的拍攝結(jié)果，而且拍攝模型的分區(qū)不同，也會(huì)產(chǎn)生不同的拍攝結(jié)果，這就要求在拍攝的過(guò)程中，將電腦自動(dòng)合成處理、人工后期編輯處理等有機(jī)的結(jié)合在一起進(jìn)行綜合處理，以滿足具體作業(yè)設(shè)計(jì)的拍攝要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]王湘文，于啟升，王雅鵬.無(wú)人機(jī)低空攝影測(cè)量系統(tǒng)在大比例尺地形圖中的應(yīng)用[J].地礦測(cè)繪，2013（5）.