歐如坪

摘 要：電力工程測(cè)量的工作量大，傳統(tǒng)的人力測(cè)量一直存在效率低、精準(zhǔn)度差的問(wèn)題，在一定程度上影響了電力工程工作的開(kāi)展。而隨著無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)快速發(fā)展，這個(gè)問(wèn)題將得到革命性的改觀。該技術(shù)的飛行平臺(tái)是無(wú)人駕駛的小型飛機(jī)，以數(shù)碼相機(jī)為傳感器，能夠?yàn)楣こ虦y(cè)量部分提供較為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)資料，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)人工測(cè)量中的不足，具有技術(shù)先進(jìn)性。因此，在我國(guó)電力行業(yè)快速發(fā)展的今天，進(jìn)一步了解無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)的運(yùn)用手段則更具有實(shí)際意義。

關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī);航空攝影測(cè)量;電力工程;應(yīng)用

作為一門先進(jìn)攝影測(cè)量技術(shù)的無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)，可以將傳統(tǒng)攝影測(cè)量技術(shù)的漏洞彌補(bǔ)，而且將測(cè)量工序簡(jiǎn)單化，降低了測(cè)量人員的工作難度，有效的提升了測(cè)量的精度和效率。特別是在測(cè)量小區(qū)域的時(shí)候，利用無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)更加便捷。所以，對(duì)無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)在電力工程測(cè)量中的應(yīng)用研究非常必要。

1 無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)概述

伴隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，地理空間信息技術(shù)也獲得了非常快速的進(jìn)展，無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)變成遙感測(cè)量技術(shù)當(dāng)中的新型測(cè)量技術(shù)，同時(shí)獲得了研究工作人員的廣泛關(guān)注。無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)的基本工作原理就是使用無(wú)人駕駛的飛機(jī)來(lái)獲得地面的影像資料。為什么無(wú)人機(jī)可以獲得地面影像資料，主要是因?yàn)槠鋬?nèi)部安裝了機(jī)載計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，利用無(wú)線遙感設(shè)備操控?zé)o人機(jī)，就能夠保證無(wú)人機(jī)在飛行過(guò)程中獲得地面的影像資料， 人們利用無(wú)線遙感設(shè)備操控?zé)o人機(jī)， 就能夠保證無(wú)人機(jī)在飛行流程中獲得地面的影響資料， 工作人員需要將獲得的影像資料利用測(cè)量技術(shù)加工處置， 從而轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字地圖， 就能夠進(jìn)行詳細(xì)的測(cè)量。值得關(guān)注的，使用無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)的同時(shí)，操作無(wú)人機(jī)盡可能保證低空飛行，這樣拍攝畫面更加清楚，幫助測(cè)量工作人員進(jìn)行測(cè)區(qū)范圍內(nèi)地物障礙識(shí)別工作，將測(cè)量的精度提高。無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)的優(yōu)勢(shì)主要包含：不需要人力進(jìn)行飛機(jī)的駕駛;工作安全性高;操作便捷;工作效率高;測(cè)量精準(zhǔn)度高。

無(wú)人機(jī)航空拍攝技術(shù)，主要通過(guò)遙感技術(shù)對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行控制操作，利用無(wú)人機(jī)在飛行的過(guò)程中飛到需要測(cè)量的地域，然后通過(guò)遙控?zé)o人機(jī)的攝像機(jī)來(lái)拍攝、測(cè)量地面所需要測(cè)量的物體，從而達(dá)到航空攝影測(cè)量的目的。從整個(gè)技術(shù)的原理上進(jìn)行分析，無(wú)人機(jī)進(jìn)行航空攝影測(cè)量可以達(dá)到1∶2000地形圖的效果。如此高比例尺的地形圖繪制成果讓電力工程的測(cè)量工作不單單具有可靠的安全性，還具有十分高的測(cè)量精度。無(wú)人機(jī)在一般情況下使用的是低空攝影測(cè)量技術(shù)，這種技術(shù)可以獲得非常清晰的地表地物影像，而且清晰的測(cè)量影像可以幫助我們分析數(shù)據(jù)，最后提供出一個(gè)非常好的影像效果。利用影像資料還可以提前幫助電力線路路徑規(guī)避障礙。

2 無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量系統(tǒng)的組成

無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量系統(tǒng)由無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量的軟件、硬件兩部分組成。硬件系統(tǒng)包括無(wú)人機(jī)、機(jī)載設(shè)備、地面站和傳感系統(tǒng)。其軟件系統(tǒng)主要包括航線設(shè)計(jì)、飛行控制、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)、航空攝影檢查以及數(shù)據(jù)處理等五部分，可以說(shuō)無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)不但實(shí)現(xiàn)了快速設(shè)計(jì)航線、航攝覆蓋檢查、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸，而且還有效地解決了程控平行飛行和程控姿態(tài)穩(wěn)定的難點(diǎn)。無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量系統(tǒng)的飛行平臺(tái)是無(wú)人駕駛飛行器，具有高分辨率的遙感設(shè)備作為記載傳感器，低空高分辨率遙感數(shù)據(jù)作為應(yīng)用目標(biāo)，主要用來(lái)快速獲取及處理地形數(shù)據(jù)。

3 無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)在電力工程測(cè)量中的應(yīng)用

3.1 規(guī)劃所要測(cè)量的區(qū)域

對(duì)某一個(gè)電力工程項(xiàng)目進(jìn)行測(cè)量準(zhǔn)備階段，工作人員需要做好的第一要?jiǎng)?wù)就是將所需要測(cè)量的區(qū)域進(jìn)行規(guī)劃，確保測(cè)量范圍正確，不存在遺漏，也不超過(guò)工作任務(wù)量，利用無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量的同時(shí)，操作無(wú)人機(jī)飛行在規(guī)劃好的測(cè)量范圍中，從而保證獲得更加精準(zhǔn)的拍攝圖像。例如測(cè)量發(fā)電廠，我們使用無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)進(jìn)行測(cè)量，就要使用無(wú)人機(jī)沿著規(guī)劃好的區(qū)域飛行，從而獲得電廠的測(cè)量圖像，之后就可以利用無(wú)人機(jī)拍攝的圖像進(jìn)行詳細(xì)的測(cè)量工作。

3.2 關(guān)于航帶規(guī)劃的設(shè)計(jì)

因?yàn)闊o(wú)人機(jī)在空中飛行時(shí)間最長(zhǎng)為一個(gè)小時(shí)，所以要將時(shí)間嚴(yán)格控制好。我們進(jìn)行拍攝的過(guò)程中，需要提前將航帶規(guī)劃工作做好。這樣的情況下，設(shè)計(jì)好無(wú)人機(jī)起飛降落的位置和有關(guān)的飛行架次，同時(shí)在測(cè)量區(qū)域?qū)w行航帶設(shè)計(jì)好。利用無(wú)人機(jī)的便捷性，準(zhǔn)備充足的電池來(lái)更換以達(dá)到每天所測(cè)區(qū)域的航攝完整性。

3.3 像控點(diǎn)布設(shè)和量測(cè)

因?yàn)樵诤芏鄿y(cè)量區(qū)會(huì)出現(xiàn)樹木茂盛的山地、池塘等很難查找明顯特征點(diǎn)的地方，若是先進(jìn)行拍攝，然后再在這些影像上進(jìn)行控制點(diǎn)的尋找，不單單很難尋找到足夠多的控制點(diǎn)，另外也很難保證這些點(diǎn)的分布情況，所以，本文首先需要根據(jù)線路路徑情況在地圖上對(duì)控制點(diǎn)的分布情況進(jìn)行設(shè)置，在航拍前進(jìn)行這些控制點(diǎn)的布設(shè)，在平地上首先進(jìn)行穩(wěn)定地面噴漆，做好十字形的標(biāo)志。當(dāng)控制點(diǎn)在植被覆蓋比較茂盛的地方，需要在草地上進(jìn)行白色塑料袋的布局。在這些塑料袋上進(jìn)行十字標(biāo)志的噴涂。在外業(yè)制作控制點(diǎn)標(biāo)識(shí)的過(guò)程中，還需要對(duì)這些控制點(diǎn)進(jìn)行GPS定位，這種人工制作控制點(diǎn)的辦法，可以有效保證整個(gè)控制點(diǎn)的數(shù)量，而且分布情況相對(duì)比較均勻。

3.4 數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換

在獲取航拍數(shù)據(jù)后，利用專業(yè)的數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，軟件平臺(tái)為PHOTOSACN和CASSANDRA的基于序列影像的場(chǎng)景快速三維建模以及測(cè)量軟件，該軟件利用無(wú)人機(jī)拍攝的圖像，直接構(gòu)建目標(biāo)區(qū)域的三維模型，并提供多種量測(cè)功能。軟件主要功能如下：無(wú)需人工干預(yù)，系統(tǒng)可以根據(jù)航拍圖像自動(dòng)完成三維建模任務(wù)。與激光雷達(dá)測(cè)距方法相比具有成本低廉，運(yùn)行速度快（可以達(dá)到準(zhǔn)實(shí)時(shí)）、自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)。能夠精確獲取場(chǎng)景尺寸、高程、距離以及面積等信息。系統(tǒng)可擴(kuò)展性好，可以與現(xiàn)有任何具有圖像采集功能的無(wú)人飛行設(shè)備配合工作。

3.5 設(shè)置測(cè)量區(qū)域外的控制點(diǎn)

為了將測(cè)量工作的精準(zhǔn)性進(jìn)一步的提高，我們不但要在所需要測(cè)量的地方進(jìn)行區(qū)域測(cè)量控制網(wǎng)的建立，同時(shí)還需要在測(cè)量區(qū)域外設(shè)置控制點(diǎn)?，F(xiàn)實(shí)的電力工程測(cè)量工作當(dāng)中，需要在測(cè)量的區(qū)域之外設(shè)定必要的控制點(diǎn)，保證無(wú)人機(jī)在航空拍攝的過(guò)程中可以根據(jù)這些控制點(diǎn)進(jìn)行拍攝工作，更好的保證拍攝范圍的全方位和精準(zhǔn)性。此外，確保無(wú)人機(jī)拍攝范圍精準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，還要盡量的確保影響更加清楚，測(cè)量更加準(zhǔn)確。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，通過(guò)對(duì)上述內(nèi)容的研究可以知道，利用無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)對(duì)電力工程進(jìn)行測(cè)量，可以從最大程度上降低人力物力使用量，與此同時(shí)，保證所拍攝的攝影和一般測(cè)量技術(shù)比較更加真實(shí)、準(zhǔn)確、可靠。同時(shí)利用無(wú)人機(jī)航空攝影進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量耗時(shí)短、投資成本小。未來(lái)的時(shí)間里，無(wú)人機(jī)將會(huì)有一個(gè)良好的續(xù)航能力，要比目前的續(xù)航能力強(qiáng)很多，還會(huì)變的更加智能化，同時(shí)所搭載的攝影機(jī)也能夠更加的先進(jìn)，我們可以使用先進(jìn)的攝影機(jī)獲取更加清晰的圖像，工作人員可以更加清晰的辨別圖像，從而我們?cè)陔娏こ虦y(cè)量中獲得更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，測(cè)量結(jié)果也更加可靠。研究表明，電力工程中利用無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)在未來(lái)的發(fā)展形勢(shì)一片大好。

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