摘要：近年来，伴随着我国经济的快速增长，电力工程也蓬勃发展起来。除了相对较大的区域性电网来说，常规的电厂规模相对较小，其建设时间要求较紧，同时路径相对较短，传统电力工程建设测量的方式较为繁复，并且在拍摄时的成本较高、风险较大。随着近些年无人机技术的快速发展，无人机航摄测量技术在电力工程测量中进行应用成为了可能，能够有效克服传统测量的缺点，值得大力推广。本文主要阐述无人机航摄测量技术在电力工程测量中的应用，希望能够对相关人士有所帮助。
关键词：无人机航摄测量技术；电力工程测量；应用
引言
无人机低空航摄，即以无人机作为摄影平台，搭载相机来进行影像数据收集。而随着无人机航空测量技术的成熟，使得无人机所获取测量数据能快速的制作成地图模拟图，以此被人们所应用。当前无人机测绘在在工程测量领域，因其成本比较低廉且操作相对简单的优势，在区域地形图测绘中应用广泛。本文主要以无人机低空航测在某区域工程测绘中的应用为例，重点阐述无人机航测在外业影像采集和内业数据处理中的相关流程，并以AgisoftPhotoScan为例，探究其DEM与DOM成图步骤，为突发状况与灾害应急指挥提供航摄影像技术依据。
1电力工程中无人机航空摄影测量概念
对于长距离、跨区域的大型输电线路工程而言，测量工作需要更加精准，测量的工作量也大幅提高，传统的测量方式已经无法满足测量要求。近年来，计算机技术、摄影技术和无人航空技术都得到了快速发展，在这三种技术发展的基础上，发展出了无人机航空摄影测量技术，逐渐成为了最新技术研究的热点。该种新型数字化勘测手段，可以有效的提高输电线路设计环节、勘测环节的精准程度。通过实践测试，无人机航空测绘技术在精度方面达到了1∶2000的技术规范要求，在技术条件、天气情况完全允许的情况下，甚至可以完成1∶1000的地形图测绘要求。就构架组成而言，无人机航空测绘系统分为两个部分：传感器和遥感平台。其中，传感器为安装在外部机身的拍摄装置，核心设备是数码摄像机；而遥控平台则是指带无人机机身及其相关的飞行参数设置系统。我国目前使用的主流无人机，是由中国航空工业集团自主研发的，具有体积小、速度快、飞行海拔高、通信距离远等操作优点。该机在无电磁波干扰的情况下通信距离可以达到15km，降落滑跑距离150m，飞行海拔最高可以达到3600m，最大承载力超过3.5G，飞行时间1小时，飞行速度最大超过90km/h。
2无人机航摄测量技术在电力工程测量中应用的具体流程
2.1摄影计划规划
我们测量过程中要使用到无人机对输电线路全路径进行设计时，首先要将需要测量的范围，无人机测量时起降位置等内容进行设计规划，只有在完整正确的规划和设计后进行无人机航空测量，才能够获得更加真实准确的测量数据和图像。
2.2航带设计规划
无人机的最大飞行时间是1小时，因此每一次的航空飞行拍摄包括起降时间，我们必须要控制在50分钟内，防止无人机因能源耗尽而导致坠机。尤其针对大面积目标拍摄，航带的规划设计更加重要，通常需要几个小时的航空拍摄才能完成。这个情况下应合理设计多个架次，每一个架次保持在50分钟内，在测量区域规划航带。多架飞机按照计划继续相应的交替降落和补给，可以完全获得整个目标输电线路的影响数据。
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2.3无人机航摄影像数据处理
（1）影像比例纠正。无人机所配备的相机坐标和所得影像的坐标是有差异的，所以为了确保所得影像数据的准确性需要对影像实施畸变差纠正。在进行畸变差纠正过程中所用参数主要有：主点坐标、对称畸变参数、非对称畸变参数、CCD非正方形比例系数以及CCD非正交性畸变系数。（2）空中三角测量。所谓的空中三角测量也可以称之为空中拍摄航测系统，主要就是通过测区当中较少的空间坐标地面控制点，利用区域网平差计算的方式来获取加密点的物方空间坐标以及影像的外方位元素。通过有效的空中三角测量能够有效提升测区内部加密点分布的均匀性以及加密精度的可靠性，同时能够使得航带间的转点更加密集。通过平差计算之后整个系统可以自行形成无人机所拍摄影像的加密点坐标以及外方位元素文件。（3）DEM数据匹配。文档对象模型（DOM）的实现主要是利用形成的测区地表数字高程模型（DEM）对于影像实施正射投影而形成的。从现阶段来看，绝大多数电力工程测量机构都采取的是PixelGrid软件自行生成多模型、多重叠的DEM栅格数据，以此来实现数据的匹配以及数据采集等相应操作，从而确保像方DEM点能够非常准确的切准地面。为了能够最大程度上确保所得影像的完整性和准确性，需要生成整个测量区域的像片正射影像。
3无人机航摄测量在电力工程测量中的应用
随着无人机技术的快速发展以及其普及程度的加快，无人机技术的应用领域不断扩展，在电力方面同样得到了广泛的应用，特别是在线路巡查、重大自然灾害电力救援等方面无人机得到了非常有效的应用。无人机在电力工程中应用最为重要的一方面就是配套电力工程的全周期设计方面，无人机能够最大程度上发挥效用，取得最为明显的效果，能够节约大量的人力和资金投入，同时可以最大程度上缩短工期。例如某输电线路处在高原地区，通过无人机对其进行航摄测量能够得到7航带、3200景0.04m分辨率影像数据，在经过内业空三加密处理之后可以建立起三维大场景线路选线航测平台。在此平台建立之后，相关专业的工作人员就可以借用专业的立体眼镜来得到较为真实的航测环境，可以通过数字化的形式在此环境中非常便捷、非常有序的实施线路方案设定、线路路径优化等不同环节的输电线路设计。完成了输电线路的设计之后，航测工作人员可以在无人机立体像对上进行更加精确的线路地形断面测量，从而得到整条线路范围之内更加精准的地形断面信息（可以达到亚米级），在此基础上能够进一步分析设定路径的可行性和排杆立塔的科学性。除此之外，相关人员可以通过无人机所拍摄的影像资料建立起航摄测量的附加产品，例如三维大场景路径漫游模型、全彩色路径正摄影像图等等，这样就可以在基础资料方面、设计全过程以及最终的成品质量等方面都能够实现数字化操作，使得测量工作得到全面提升。
结语
通过无人机航测在工程测量中的应用研究，提升了数据采集的效率，对改善测绘作业成果质量具有重要的现实意义。通过无人机低空航测，为交通偏远、地物复杂的测绘区域，创造了新型测绘手段，加强了灾害应急保障能力。通过对无人机系统的不同设定，实现动态的检测系统，促进了整体测绘工作水平的发展，通过加强无人机航测的有效成果，完成三维设计建模和施工工作，保证了工程测绘的工作效率，成为工程测绘的发展热点之一。综上，无人机航测的测绘技术提升了传统数据采集的速度和精度，为测绘地形图提供更加精确详细的测绘数据，节省了人力物力资源，通过对无人机航摄测量数据快速处理流程分析，有助于缩短数据处理周期，以达到精准、高效测绘的目的。
参考文献：
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[2]何庆新，王柏恒.无人机航空摄影测量技术在电力工程测量中的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2015（22）.
[3]盘泽英.基于无人机航摄的大比例尺地形测量技术研究[J].科技创新导报，2016（03）：88~91.
论文作者:王学斌
论文发表刊物:《基层建设》2019年第5期
论文发表时间:2019/4/19
标签：无人机论文; 测量论文; 电力工程论文; 技术论文; 线路论文; 影像论文; 航空论文; 《基层建设》2019年第5期论文;