無(wú)人機在水利工程測量中的應用分析
無(wú)人機的應用，均可以實(shí)現對工程建設和管理的低空遙感，完成對工程的快速測繪及信息監測。 那么無(wú)人機在水利工程測量中的應用是怎樣的?
眾所周知，水利工程是重要的基礎設施工程，對于促進(jìn)經(jīng)濟發(fā)展和社會(huì )進(jìn)步具有重要意義�，F階段，隨著(zhù)科技的發(fā)展，水利工程的建設也日趨現代化。尤其是在水利工程測量方面，現代科技的應用，極大地提高了工程測量的效率和質(zhì)量。尤其是無(wú)人機的使用，憑借自身的機動(dòng)靈活性，快速獲取數據，貢獻巨大。本文主要探討了無(wú)人機在水利工程測量中的應用。
我國有面積廣闊的季風(fēng)氣候區，海陸熱力性質(zhì)的巨大差異，形成了我國降水時(shí)空分布的不均勻性，旱澇災害頻發(fā)。隨著(zhù)我國水利基礎設施的完善，水利信息化水平的不斷提高，結合了先進(jìn)的空間技術(shù)、通信技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)的信息化測繪技術(shù)在水利工程測量的實(shí)踐中應用日趨廣泛，為水利工程的設計和施工提供了精確、直觀(guān)的數據分析，提高了工程決策的科學(xué)性。近年來(lái)，隨著(zhù)無(wú)人機的使用，起降方式機動(dòng)靈活，自主飛行，低空循跡，快速獲得數據資料，尤其是無(wú)人機中的相關(guān)設備，能夠對于航空影像和工程數據進(jìn)行收集，有利于三維模型的構建，為工程的科學(xué)決策奠定了基礎。
一、無(wú)人機在水利工程中的應用
(一)無(wú)人機在水利工程中的應用范圍
在水利工程行業(yè)內，工程建設與管理與工程建設環(huán)境評價(jià)和安全監測息息相關(guān)，而無(wú)人機的應用，均可以實(shí)現對工程建設和管理的低空遙感，完成對工程的快速測繪及信息監測。由于 工程監測具有數據分辨率高、實(shí)施快速的特點(diǎn)，而無(wú)人機的監測也具有靈活性強，分辨率高的優(yōu)點(diǎn)，再配合以先進(jìn)的空間信息技術(shù)和GPS技術(shù)，能夠為水利工程的建設和科學(xué)決策提供科學(xué)的數據基礎。
(二)無(wú)人機在水利工程中的應用分析
1.無(wú)人機在水利工程測繪中的具體應用
普通航空攝影也可以用于工程測繪，但是由于缺乏靈活性，對于云下圖像的獲取難度也很大，衛星遙感時(shí)效性不高，分辨率低，為此，在水利工程的測繪實(shí)踐中，往往需要重復測繪，工作效率不高。隨著(zhù)無(wú)人機的使用，在機體上荷載數據遙感設備，借助于遙感數據處理系統，并與3S技術(shù)有機結合，能夠對目標進(jìn)行有效的觀(guān)測和數據處理。通過(guò)無(wú)人機技術(shù)的使用，可以實(shí)現對目標的實(shí)時(shí)數據收集和快速處理。另一方面，通過(guò)無(wú)人機技術(shù)的使用，無(wú)人機遙感圖像技術(shù)能夠將不同時(shí)段的監測圖像進(jìn)行假彩色合成，從而對工程不同區域內水域的狀況進(jìn)行分析，為科學(xué)決策提供有效信息。
2.無(wú)人機在水利工動(dòng)態(tài)監測和水域環(huán)境監測中的具體應用
我國水資源儲量豐富，流域眾多，河流面積廣，對經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生了重要影響。通過(guò)無(wú)人機技術(shù)的使用，能夠實(shí)現對水域變化的動(dòng)態(tài)監測，掌握基本的水域基礎數據，為水域的調查和統計奠定基礎，并逐步實(shí)現水域管理的信息化，為水利管理的現代化鋪平道路[1]。
3.無(wú)人機在水利工程水土保持中的具體應用
隨著(zhù)經(jīng)濟的發(fā)展，在各種因素的共同作用下，我國水土流失的問(wèn)題日趨嚴重，甚至成為了最主要的環(huán)境問(wèn)題之一。尤其是水利工程的建設，對流域內水土流失情況進(jìn)行統計，人工處理方法費時(shí)費力，準確性不高。隨著(zhù)無(wú)人機技術(shù)的應用，根據土壤侵蝕定量來(lái)對水土保持進(jìn)行研究。通過(guò)獲取的遙感圖像，能夠對水土流失問(wèn)題進(jìn)行分析，并制定合理的改善策略，確保水利工程的可持續發(fā)展。
二、無(wú)人機在水利工程測量中的有效運用
(一)概述
無(wú)人機技術(shù)在水利工程測量中的具體應用，主要涉及無(wú)人機低空攝影測量系統，測量系統要想正常發(fā)揮功能，就必須保證飛行平臺、飛行導航與控制系統、數碼攝像設備、數據傳輸、地面監控、發(fā)射與回收、地面保障設備等系統均處于正常工作狀態(tài)[2]。
無(wú)人機低空攝影測量系統有著(zhù)廣泛的實(shí)踐應用，尤其是在土地利用動(dòng)態(tài)監測、地質(zhì)災害勘察、礦產(chǎn)資源勘探、海洋資源勘察、環(huán)境監測等方面，無(wú)人機技術(shù)有著(zhù)重要的應用。值得一提的是，無(wú)人機在水利工程測量中也有著(zhù)廣泛的應用。在應用過(guò)程中，需要根據地面分辨率、航攝范圍、時(shí)間、航線(xiàn)布設及影像重疊度等進(jìn)行設計，確保應用效果[3]。
(二)作業(yè)方案
本文以某水利工程的測繪工作為例，對無(wú)人機技術(shù)在水利工程測量中的應用方案進(jìn)行了探討。在本次測繪任務(wù)中，無(wú)人機低空攝影測量系統在設計測繪任務(wù)時(shí)，將其劃分成7個(gè)架次。在測繪過(guò)程中，平面控制網(wǎng)布設了四等GPS網(wǎng)，GPS標石點(diǎn)共埋設了24個(gè)，并需要對3個(gè)國家三角點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測。關(guān)于高程控制，本次測繪工作所采用的是四、五等集合水準測量測量成果。關(guān)于像控點(diǎn)，區域網(wǎng)布設方案是非常適合本次測量工作實(shí)踐的設計方案，航向相鄰兩個(gè)像控點(diǎn)之間的跨度控制在8-12條基線(xiàn)之間。為了保證測繪工作順利開(kāi)展，像控點(diǎn)的位置也至關(guān)重要，為此，一般選擇在航向及旁向六片或五片的重疊范圍內。在實(shí)際測量工作中，通過(guò)GPS-RTK方式對像控點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測，確定其三維坐標。數據采集的條件為固定解狀態(tài)HRMS和VRMS均不高于0.02m[4]，并以?xún)纱螠y量值的平均值作為最終測量結果。
在本次的航空攝影中，無(wú)人機航空攝影分別實(shí)施了7個(gè)架次，航攝儀型號為Canon 5D Mark II，最終確定的地面分辨率為17cm，地面數據采集采用的是VirtuoZo NT 3.5，并借助CASS9.1軟件形成最終的測繪圖，輸出結果，具體的工作流程如下圖1所示。
(三)具體實(shí)施的相關(guān)內容
無(wú)人機在水利工程測量的具體應用過(guò)程中，主要對工程進(jìn)行了低空攝影測量、空中三角測量。關(guān)于低空攝影測量，采用Canon 5D Mark II航攝儀對水利工程進(jìn)行測量，累計航線(xiàn)36條，拍攝照片3383張。拍攝焦距0.035mm，絕對高度1200米，基線(xiàn)距離190m，航線(xiàn)距離 528m，平均分辨率為0.16，航向重疊度為68.58%，旁向重疊度為41.65%。根據相關(guān)的統計，誤差均符合相關(guān)要求，表明無(wú)人機航攝的質(zhì)量均符合各項指標。關(guān)于空中三角測量，在VirtuoZo數字化攝影測量工作站下，對空中三角測量進(jìn)行加密，加密軟件為Inpho，為了保證工作效率，本次測量所采用的加密方法為分區加密。加密流程如2所示，空三加密點(diǎn)是由計算機自動(dòng)匹配的[5]。在Inpho軟件中，自帶平差結算功能，能夠對區域網(wǎng)平差進(jìn)行計算，提高測量精度[6]。為了保證檢測的精確度，需要改正航片畸變，設置信息文件和相機文件，做好像點(diǎn)匹配、航帶連接和外業(yè)像控點(diǎn)的平差處理等工作，同時(shí)還要做好必要的質(zhì)量檢查工作。
結語(yǔ)：
隨著(zhù)我國經(jīng)濟的發(fā)展，科技的進(jìn)步，越來(lái)越多的科技成果將被應用于實(shí)踐。在水利工程作為我國重要的基礎設施，是一項利國利民的工程，需要不斷引入先進(jìn)的科技成果，提高自身的建設質(zhì)量。為此，將無(wú)人機應用于水利工程測量的實(shí)踐中，在提高測量精度的同時(shí)，對于促進(jìn)水利工程的可持續發(fā)展具有重要意義。是怎樣的?
眾所周知，水利工程是重要的基礎設施工程，對于促進(jìn)經(jīng)濟發(fā)展和社會(huì )進(jìn)步具有重要意義�，F階段，隨著(zhù)科技的發(fā)展，水利工程的建設也日趨現代化。尤其是在水利工程測量方面，現代科技的應用，極大地提高了工程測量的效率和質(zhì)量。尤其是無(wú)人機的使用，憑借自身的機動(dòng)靈活性，快速獲取數據，貢獻巨大。本文主要探討了無(wú)人機在水利工程測量中的應用。
我國有面積廣闊的季風(fēng)氣候區，海陸熱力性質(zhì)的巨大差異，形成了我國降水時(shí)空分布的不均勻性，旱澇災害頻發(fā)。隨著(zhù)我國水利基礎設施的完善，水利信息化水平的不斷提高，結合了先進(jìn)的空間技術(shù)、通信技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)的信息化測繪技術(shù)在水利工程測量的實(shí)踐中應用日趨廣泛，為水利工程的設計和施工提供了精確、直觀(guān)的數據分析，提高了工程決策的科學(xué)性。近年來(lái)，隨著(zhù)無(wú)人機的使用，起降方式機動(dòng)靈活，自主飛行，低空循跡，快速獲得數據資料，尤其是無(wú)人機中的相關(guān)設備，能夠對于航空影像和工程數據進(jìn)行收集，有利于三維模型的構建，為工程的科學(xué)決策奠定了基礎。
一、無(wú)人機在水利工程中的應用
(一)無(wú)人機在水利工程中的應用范圍
在水利工程行業(yè)內，工程建設與管理與工程建設環(huán)境評價(jià)和安全監測息息相關(guān)，而無(wú)人機的應用，均可以實(shí)現對工程建設和管理的低空遙感，完成對工程的快速測繪及信息監測。由于 工程監測具有數據分辨率高、實(shí)施快速的特點(diǎn)，而無(wú)人機的監測也具有靈活性強，分辨率高的優(yōu)點(diǎn)，再配合以先進(jìn)的空間信息技術(shù)和GPS技術(shù)，能夠為水利工程的建設和科學(xué)決策提供科學(xué)的數據基礎。
(二)無(wú)人機在水利工程中的應用分析
1.無(wú)人機在水利工程測繪中的具體應用
普通航空攝影也可以用于工程測繪，但是由于缺乏靈活性，對于云下圖像的獲取難度也很大，衛星遙感時(shí)效性不高，分辨率低，為此，在水利工程的測繪實(shí)踐中，往往需要重復測繪，工作效率不高。隨著(zhù)無(wú)人機的使用，在機體上荷載數據遙感設備，借助于遙感數據處理系統，并與3S技術(shù)有機結合，能夠對目標進(jìn)行有效的觀(guān)測和數據處理。通過(guò)無(wú)人機技術(shù)的使用，可以實(shí)現對目標的實(shí)時(shí)數據收集和快速處理。另一方面，通過(guò)無(wú)人機技術(shù)的使用，無(wú)人機遙感圖像技術(shù)能夠將不同時(shí)段的監測圖像進(jìn)行假彩色合成，從而對工程不同區域內水域的狀況進(jìn)行分析，為科學(xué)決策提供有效信息。
2.無(wú)人機在水利工動(dòng)態(tài)監測和水域環(huán)境監測中的具體應用
我國水資源儲量豐富，流域眾多，河流面積廣，對經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生了重要影響。通過(guò)無(wú)人機技術(shù)的使用，能夠實(shí)現對水域變化的動(dòng)態(tài)監測，掌握基本的水域基礎數據，為水域的調查和統計奠定基礎，并逐步實(shí)現水域管理的信息化，為水利管理的現代化鋪平道路[1]。
3.無(wú)人機在水利工程水土保持中的具體應用
隨著(zhù)經(jīng)濟的發(fā)展，在各種因素的共同作用下，我國水土流失的問(wèn)題日趨嚴重，甚至成為了最主要的環(huán)境問(wèn)題之一。尤其是水利工程的建設，對流域內水土流失情況進(jìn)行統計，人工處理方法費時(shí)費力，準確性不高。隨著(zhù)無(wú)人機技術(shù)的應用，根據土壤侵蝕定量來(lái)對水土保持進(jìn)行研究。通過(guò)獲取的遙感圖像，能夠對水土流失問(wèn)題進(jìn)行分析，并制定合理的改善策略，確保水利工程的可持續發(fā)展。
二、無(wú)人機在水利工程測量中的有效運用
(一)概述
無(wú)人機技術(shù)在水利工程測量中的具體應用，主要涉及無(wú)人機低空攝影測量系統，測量系統要想正常發(fā)揮功能，就必須保證飛行平臺、飛行導航與控制系統、數碼攝像設備、數據傳輸、地面監控、發(fā)射與回收、地面保障設備等系統均處于正常工作狀態(tài)[2]。
無(wú)人機低空攝影測量系統有著(zhù)廣泛的實(shí)踐應用，尤其是在土地利用動(dòng)態(tài)監測、地質(zhì)災害勘察、礦產(chǎn)資源勘探、海洋資源勘察、環(huán)境監測等方面，無(wú)人機技術(shù)有著(zhù)重要的應用。值得一提的是，無(wú)人機在水利工程測量中也有著(zhù)廣泛的應用。在應用過(guò)程中，需要根據地面分辨率、航攝范圍、時(shí)間、航線(xiàn)布設及影像重疊度等進(jìn)行設計，確保應用效果[3]。
(二)作業(yè)方案
本文以某水利工程的測繪工作為例，對無(wú)人機技術(shù)在水利工程測量中的應用方案進(jìn)行了探討。在本次測繪任務(wù)中，無(wú)人機低空攝影測量系統在設計測繪任務(wù)時(shí)，將其劃分成7個(gè)架次。在測繪過(guò)程中，平面控制網(wǎng)布設了四等GPS網(wǎng)，GPS標石點(diǎn)共埋設了24個(gè)，并需要對3個(gè)國家三角點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測。關(guān)于高程控制，本次測繪工作所采用的是四、五等集合水準測量測量成果。關(guān)于像控點(diǎn)，區域網(wǎng)布設方案是非常適合本次測量工作實(shí)踐的設計方案，航向相鄰兩個(gè)像控點(diǎn)之間的跨度控制在8-12條基線(xiàn)之間。為了保證測繪工作順利開(kāi)展，像控點(diǎn)的位置也至關(guān)重要，為此，一般選擇在航向及旁向六片或五片的重疊范圍內。在實(shí)際測量工作中，通過(guò)GPS-RTK方式對像控點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測，確定其三維坐標。數據采集的條件為固定解狀態(tài)HRMS和VRMS均不高于0.02m[4]，并以?xún)纱螠y量值的平均值作為最終測量結果。
在本次的航空攝影中，無(wú)人機航空攝影分別實(shí)施了7個(gè)架次，航攝儀型號為Canon 5D Mark II，最終確定的地面分辨率為17cm，地面數據采集采用的是VirtuoZo NT 3.5，并借助CASS9.1軟件形成最終的測繪圖，輸出結果，具體的工作流程如下圖1所示。
(三)具體實(shí)施的相關(guān)內容
無(wú)人機在水利工程測量的具體應用過(guò)程中，主要對工程進(jìn)行了低空攝影測量、空中三角測量。關(guān)于低空攝影測量，采用Canon 5D Mark II航攝儀對水利工程進(jìn)行測量，累計航線(xiàn)36條，拍攝照片3383張。拍攝焦距0.035mm，絕對高度1200米，基線(xiàn)距離190m，航線(xiàn)距離 528m，平均分辨率為0.16，航向重疊度為68.58%，旁向重疊度為41.65%。根據相關(guān)的統計，誤差均符合相關(guān)要求，表明無(wú)人機航攝的質(zhì)量均符合各項指標。關(guān)于空中三角測量，在VirtuoZo數字化攝影測量工作站下，對空中三角測量進(jìn)行加密，加密軟件為Inpho，為了保證工作效率，本次測量所采用的加密方法為分區加密。加密流程如2所示，空三加密點(diǎn)是由計算機自動(dòng)匹配的[5]。在Inpho軟件中，自帶平差結算功能，能夠對區域網(wǎng)平差進(jìn)行計算，提高測量精度[6]。為了保證檢測的精確度，需要改正航片畸變，設置信息文件和相機文件，做好像點(diǎn)匹配、航帶連接和外業(yè)像控點(diǎn)的平差處理等工作，同時(shí)還要做好必要的質(zhì)量檢查工作。
結語(yǔ)：
隨著(zhù)我國經(jīng)濟的發(fā)展，科技的進(jìn)步，越來(lái)越多的科技成果將被應用于實(shí)踐。在水利工程作為我國重要的基礎設施，是一項利國利民的工程，需要不斷引入先進(jìn)的科技成果，提高自身的建設質(zhì)量。為此，將無(wú)人機應用于水利工程測量的實(shí)踐中，在提高測量精度的同時(shí)，對于促進(jìn)水利工程的可持續發(fā)展具有重要意義。
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