寧化展

摘 要：隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，農(nóng)田水利工程設施建設迎來了前所未有的重大機遇。在水利工程測繪中，強化運用無人機低空航攝技術(shù)，提高測繪數(shù)據(jù)的準確性與測繪效率，成為業(yè)內(nèi)廣泛關(guān)注的焦點課題之一。基于此，介紹了應用無人機低空航攝的優(yōu)勢，分析了無人機低空航攝的作業(yè)流程，并結(jié)合相關(guān)實踐經(jīng)驗，從數(shù)據(jù)準備及數(shù)據(jù)解算等角度，探討了無人機低空航攝的數(shù)據(jù)處理問題。

關(guān)鍵詞：無人機低空航攝;水利工程;測繪;應用

文章編號：1004-7026（2020）06-0150-02? ? ? ? ?中國圖書分類號：S27? ? ? ? 文獻標志碼：A

水利工程是社會生產(chǎn)生活的重要基礎(chǔ)設施之一，在調(diào)蓄水源、農(nóng)業(yè)灌溉、調(diào)水供水、調(diào)節(jié)微氣候等方面發(fā)揮著不可替代的關(guān)鍵作用。無人機低空航攝作為水利工程測繪實踐中的重要技術(shù)方法，其應用優(yōu)勢極為突出，要不斷強化其應用流程與技術(shù)控制，切實保障水利工程測繪工作的實效性。

1? 無人機低空航攝技術(shù)概述

按飛行載體的差異，無人機低空航攝分為固定翼與多旋翼航測系統(tǒng)，其主要構(gòu)成分為無人機載體、影像采集單元和飛行控制單元。按照既定規(guī)劃的航線，依照設定的飛行高度或相機采集分辨率，進行地面建筑物與地形的快速航攝采集，將采集到的影像數(shù)據(jù)導入航攝處理軟件，如Pix4D或PhotoScan等，生產(chǎn)數(shù)字高程模型DEM與數(shù)字正射影像DOM，采用立體測圖的形式生產(chǎn)數(shù)字線劃圖成果，以滿足工程建設的需求。

無人機低空航攝無需人為駕駛，具有無人化、自動化的特點，且屬于低空飛行，具有較高的安全性。尤其是對于地形、地貌相對復雜的測繪區(qū)域，無人機低空航攝突破了傳統(tǒng)測繪方法在空間與時間上的限制，可以對測繪區(qū)域的每個點位進行細化深入測繪，更具典型優(yōu)勢。

2? 無人機低空航攝的應用優(yōu)勢

2.1? 時效性強

在水利工程建設節(jié)奏不斷加快的背景下，采用無人機低空航攝技術(shù)，可進行高強度、連續(xù)性的實時測繪，具有突出的時效性特征。在現(xiàn)代計算機技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、人工智能技術(shù)等方法的支持下，無人機低空航攝可廣泛應用于水質(zhì)監(jiān)測、水土保持、水域變化等領(lǐng)域，將所獲取到的調(diào)查數(shù)據(jù)信息通過信息化方式傳遞給管理平臺，極大程度地提高了水利工程的測繪效率。

2.2? 分辨率高

現(xiàn)代化科學技術(shù)的發(fā)展，為無人機低空航攝提供了更為豐富的先進設備與技術(shù)手段，在水利工程測繪中所獲取到的圖像信息更加精準，分辨率更高。為滿足現(xiàn)代化水利工程測繪的需求，無人機低空航攝的機動性與靈活性得以顯著提高，實現(xiàn)了超低空循跡飛行，使地面影像清晰度更高，為水利工程的實施提供了更高品質(zhì)的測繪圖像[1]。

3? 無人機低空航攝在農(nóng)田水利工程測繪中的應用

3.1? 無人機低空航攝作業(yè)流程

科學合理的作業(yè)流程，有助于提高無人機低空航攝效率和測量精度。

3.1.1? 像控點布設

像控點布設是無人機低空航測的首要步驟，該環(huán)節(jié)需要按照特定比例，針對水利工程目標測繪區(qū)域布設像控點。為有效提高無人機低空航攝精度，可采用差分定位測量方式，合理控制像控點布設密度。對于地形、地貌相對復雜的水利工程測繪區(qū)域，可適當加大像控點布設密度，以充分確保測繪數(shù)據(jù)的準確性與可靠性[2]。

3.1.2? 航線規(guī)劃

航線即無人機低空飛行的特定路線。在規(guī)劃航線中，要全面探勘水利工程測繪區(qū)域客觀環(huán)境，結(jié)合無人機性能、飛行高度、比例尺、測繪面積等參數(shù)指標綜合設定，最大限度減少無人機低空飛行所遭遇的外界干擾，適當遠離高壓線桿、高大樹木等。要設定具體的航向重疊度和旁向重疊度，盡量提高測繪目標區(qū)域覆蓋率，權(quán)衡設定無人機低空飛行方向和飛行速度等。

3.1.3? 飛行作業(yè)

飛行作業(yè)是無人機低空航攝的關(guān)鍵步驟，其嚴謹性與規(guī)范性直接決定著最終測繪數(shù)據(jù)與圖像繪制效果。在飛行作業(yè)中，要密切結(jié)合飛行時間段內(nèi)天氣、云層、空氣濕度等指標，選擇在外界條件良好的天氣條件下進行航攝。無人機的起降點位置宜選擇開闊、平坦區(qū)域。在飛行作業(yè)前，要對測繪數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)進行性能調(diào)試，使其保持良好的工作狀態(tài)，提高測繪數(shù)據(jù)信息的傳輸效率，避免因不必要的故障導致數(shù)據(jù)傳輸中斷。當無人機低空航攝飛行至特定高度時，可啟用自動飛行模式，使無人機按照既定飛行路線進行自動測繪。飛行作業(yè)過程中，要時刻關(guān)注無人機飛行姿態(tài)等狀況，對觀察到的異常問題及時作出處理。

3.2? 無人機低空航攝數(shù)據(jù)處理

3.2.1? 數(shù)據(jù)預處理

數(shù)據(jù)預處理階段是為了統(tǒng)籌整理測繪數(shù)據(jù)，提取有效數(shù)據(jù)信息，為數(shù)據(jù)解算提供必要條件。該過程需導出無人機機載設備內(nèi)存卡中的測繪數(shù)據(jù)，并結(jié)合水利工程基本信息進行充分比對，構(gòu)建航攝影像縮略圖。剔除相對失真、模糊的數(shù)據(jù)，在充分整理航帶的基礎(chǔ)上，將無人機機載攝像設備的相對校驗參數(shù)導入數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，核定平面控制網(wǎng)的相應坐標點，準確判斷水利信息收集位置。在此基礎(chǔ)上，再設定科學規(guī)范的高程控制網(wǎng)。

3.2.2? 數(shù)據(jù)解算

數(shù)據(jù)解算是對無人機低空航攝數(shù)據(jù)進行深化處理與運用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到航攝工作的最終效果。要立足于數(shù)據(jù)解算系統(tǒng)，將導出的航攝數(shù)據(jù)信息輸入數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，有效匹配水利工程位置信息，并對校驗指標參數(shù)進行優(yōu)化微調(diào)。在航攝數(shù)據(jù)處理編輯器中，針對控制坐標范圍，結(jié)合像控點布局與密度，對各個關(guān)鍵數(shù)據(jù)點作出科學規(guī)范的技術(shù)標注，處理航攝數(shù)據(jù)圖像的細部節(jié)點，使解算精度滿足農(nóng)田水利工程測繪的需求。部分精度對比情況統(tǒng)計見表1。

4? 結(jié)束語

受應用技術(shù)、測繪方法、數(shù)據(jù)處理等方面的影響，無人機低空航攝在水利工程測繪中依舊存在著諸多薄弱環(huán)節(jié)，制約著水利工程測繪質(zhì)量的優(yōu)化提升。因此，從水利工程測繪的客觀需求出發(fā)，充分遵循無人機低空航攝的基本應用規(guī)律，創(chuàng)新航攝應用理念，優(yōu)化航攝應用流程，為提高水利工程測繪的準確性提供技術(shù)保障。

參考文獻：

[1]宋雪蓮，阮璽睿，馬茹菲.基于Context Capture的無人機傾斜攝影測量三維建模[J].科技經(jīng)濟導刊，2018（21）：103-104，128.

[2]張啟元，張繼魯.無人機航攝技術(shù)在高原峽谷區(qū)水利工程中的應用[J].青海師范大學學報（自然科學版），2019，29（3）：165-168.