广东孛特勘测设计有限公司 广东广州 510610
摘要：输电线路是国家电力网络的重要组成部分，随着用户对电力需求的增加，电力网络覆盖愈加全面。无人机航测系统基础测量的有效手段，优势十分突出，能将测量信息更为准确、全面的展现出来，在多个领域发挥了重要的作用，尤其是在地理信息测量和获取上，效果较为优异。文章通过我司2016年购买使用深圳飞马F1000两年来号的工程运用效果和效益，从无人机航测系统入手，阐述其无人机突出优势，最后分析无人机航测系统在输电线路带状地形图中的应用，希望对相关工作有所帮助。
关键词：无人机，航测系统；输电线路；带状地形图
引言
输电线路带状地形图本身距离较长，覆盖范围较广，为了满足各地用户的用电需求，往往经过较为复杂的地形，明显提高了测量工作的要求。传统的工程测量模式效率过低，很难满足如今的测量需求，卫星遥感技术则会受到多种因素的影响，降低测量精度，因此无人机航测系统成为了较为重要的测量方式。
1无人机航测系统概述
无人机航测系统简单来说就是利用低空无人机技术，与通信技术、卫星定位技术以及摄影测绘技术相结合形成的测量技术手段，在土地测量、资源、环境、水利等各种信息获取中得到了较为广泛的应用。在信息提取之后，对信息进行初步处理，建立相关模型进行信息分析，将分析结果应用到各个领域，满足用户对信息获取的需求。无人机航测系统的航测优势较为明显，随着无人机倾斜摄影测量技术的应用测量获取精度较高，而且时间较短，测量效率明显提高，节约测量成本。无人机航测系统的各个部件选择上，无人机飞行平台选择固定翼无人机，其成本较低，而且在低速飞行中较为平稳，优势突出。飞行控制系统能对飞行过程进行控制，同时完成飞行任务，通过对不同参数的传输，让工作人员能实时掌握飞行情况。飞行控制系统在测量点能控制快门曝光，相机更好对焦，统一各项参数，保证测量稳定。地面控制系统能对测量前期进行测量地点的查询，确定航测路线，设置无人机航测系统的各项参数。在航拍过程中，更为直观显示飞行参数，方便工作人员进行相应的调整。在航测完成之后能将测量到的影像输出，以便后续的分析处理。随着高度的智能化，无人机航测系统能凭借其自身的特点，较好的获取被测地区的地形图状况，尤其是在输电线路带状地形图测绘中，优势更为凸显。
2无人机航测系统在输电线路带状地形图中的应用
2.1路径优化设计
通过无人机获取原始数据可以得到高精度的ＤＯＭ和ＤＳＭ，导入目前大多设计部门采用的输电线路三维选线及设计平台（我司与道亨软件相衔接），利用三维仿真技术实现输电线路的三维可视化设计，采用最优方案避开沿线障碍物，准确模拟线路在不同气象条件下的真实情况，选线成果直接生成线路走廊的三维电子沙盘。同时在进行前期选线时，可新建不同选线方案，每个方案下创建不同的路径版本。通过对比，选择最优路径。
2.2获取无人机航测数据
（1）收集航测区域资料。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在航测开始之前，现场踏勘，分析当地的地质条件和周边环境变化，更为完整的收集相关资料，确定航测区域的地形图，以便更好的根据地形的变化确定航测计划，同时确定GPS控制点坐标。（2）利用深圳飞马F1000无人机布设飞行设计计划线。根据航测区域地形图，掌握周边地区地形变化情况，在测量中，确定海拔高度和地面分辨率、带宽等参数。根据F1000无人机在航测过程中，飞行高度越低，带宽越小，相应的精度会高等特点，但是为了满足输电线路设计要求，要求较大的带宽。一般的平衡方式就是无人机飞行多条航线，形成区域网来增加带宽，但是相应的内业和外业工作量会明显增加，也会让航测时间明显增多，在一定程度上降低了工作效率，增加工作成本。因此选择为单航线和双航线以及多航线共同进行的方式。（3）采集数据。根据输电线路建设要求，结合航测区域的地形变化，进行航线规划，并且写入F1000飞行控制系统，借助地面控制系统按照预定航线控制无人机飞行，无人机在预定航线飞行过程中控制相机拍摄。将拍摄到的的所有影像，确定相邻相片参数，确保其达到飞行要求。
2.3分析成图精度
将制作完成的输电线路带状地形图进行精度分析，包括地理精度分析和数学精度分析。借助外业巡视方式分析地理要素是否正确，数据是否完成，以及数据选择是否合理，对整个过程进行检查评定。然后分析带状地形图的平面位置和高程参数，对测量位置进行实测，然后和带状地形图对比，通过计算是否存在误差，分析带状地形图上抽选点和实际情况的参数误差。在保证精度的基础上，结合航拍地区地貌差异的变化，划分不同的评定区域，两方面的检查同步进行，确保样本检查时能均匀选择，也能在坐标采集的同时，根据现场情况确定图面信息。受到不同地形对于各项参数的影响，将航拍区域划分成为不同的评定模块，在不同的模块进行独立评定。为了验证参数的精度，避免选取点位置和带状地形图上位置上的人为偏差，在各个模块选取点位置确定上，均匀选择若干个独立地物检查。
2.4优化塔位设计
设计人员可以运用道亨输电线路三维选线及设计平台，通过手工排位、智能排位，有效提高设计工作效率，利用三维仿真技术的立体显示，可直观地观察设计电力线与周围障碍物在空间上的关系，如交叉线路在空间上的距离、设计电力线路与线下走廊范围内经济作物的净空等，并调整杆塔位置及杆塔高度。线路设计完成后可得到与实际情况基本一致的三维效果展示图，通过查看不同对象线路设计的基本信息，同时为方便施工和查看，可将三维图形转换为二维的ＣＡＤ文件，通过此种方式与目前实际的设计手段接轨，实现分层分色等二维、三维的自由转换。通过二维文件与三维文件的交互关系，实现两者的同步修改。
2.5影像畸变差纠正
受到无人机自身重量和体积等因素的影响，传感器选择为非量测数码相机，镜头畸变会明显增加，各种因素的影响下，数码影像畸变差会影响到测量精度，需要经过处理之后才能应用到测绘工作中。在航拍前，对其进行精度校对，确定相机本身的畸变差系数，完成畸变纠正，对航测得到的数据进行预处理。
2.6空中三角测量
航拍数据在处理过程中，空中三角测量不可或缺，借助测绘软件数据，确定航拍过程中的航带以及各个航带之间的关系，提取其中的连接点，通过计算算法去除粗差点，根据控制点的变化计算空中三角测量，确定外方位元素，然后形成加密点坐标。
2.7 3D制作
建立三维立体模型，综合处理之后的航测数据，生成影像文件，同时对影像文件进行编辑处理，根据外业调绘过程，确定其属性和图廓。对影像资料进行3D制作，完成整个输电线路的带状地形图制作。对无人机航拍进行优化，能尽可能的减少航线的长度，也能避让一些障碍物，保证无人机更好的飞行质量，降低成本，保证输电线路带状地形图测量过程中的安全稳定。航拍数据在地形图设计中，采用立体浏览的方式，对立体模型进行综合分析，优化选线过程，观察周边地物和地貌，判断影响输电线路的地物，更为准确的优化选线。立体影像可以根据设计人员的需求来展现视野，在整体表现上，更具有深度，准确性也明显增加。
结语
综上所述，随着智能化的高度发展，无人机航测系统操作更为简单，而且可以快速响应，应用成本也较低，优势极为突出。在输电线路带状地形图中应用，能高质量完成测量工作，也能缩短测量时间。当然，由于一些因素的影响，在应用上不可避免的存在一定局限性，在输电线路中，可以作为一种有效的测量方式，尤其是输电线路建设上，优势更加凸显，应用前景更为广阔。
参考文献
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［3］ 樊江川．无人机航空摄影测树技术研究［Ｄ］．北京：北京林业大学，2014．
论文作者:温志勇,王文,李利香
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第33期
论文发表时间:2018/4/27
标签：无人机论文; 测量论文; 带状论文; 线路论文; 地形图论文; 地形论文; 精度论文; 《建筑学研究前沿》2017年第33期论文;