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摘要：目前，随着我国社会经济与科学技术的不断进步与完善，对地形地物资料的成本与精准度要求越来越高，自我国实施改革开放以来，我国社会经济得到快速发展，同时我国水利水电工程建设也得到了飞速发展。无人机在水利水电工程测量中得到了广泛应用并取得了显著成绩，提高了工程测量数据的准确性与可靠性。
关键词：无人机水利水电工程测量应用试验
引言
近年来，随着我国经济的高速发展与城镇化进程的迅速推进，对地形地物资料的现势性、成本、精度的要求越来越高。传统的测绘数据获取手段越来越显现出其局限性：卫星影像的采集时相难以保证、周期长，且影像的分辨率通常不能满足大比例
尺测图的精度要求；传统航空遥感主要采用大中型固定翼飞机，受天气制约及空域管制，对于成图周期短、测区面积小、比例尺要求大的应急项目及测绘工程不适应。无人飞行器遥感系统凭借其机动灵活、高分辨率、高时效性、低成本的特点，成为卫星遥感和通用航空遥感手段的有效补充，并在基础测绘、城乡规划、土地调查、灾害应急监测、重大工程建设等诸多领域发挥了积极的作用，而在水利水电工程中的应用尚处于试验和探索阶段。
1水利水电工程测量精度要求分析
随着我国经济的发展，水利水电工程建设进入了发展的严峻时期。水利水电工程的整个建设过程中一个漫长又复杂的过程，水利水电工程的测量效果直接关系着整体水利水电工程建设，进而对社会经济水平与人们的生活方式有着至关重要的影响。水利水电工程测量不仅要求平面位置的精准度，还要求高程精准度，同时对于地形地物的精准度要求也越高。水利水电工程测绘主要是指工程项目建设过程中对所有涉及到的数据信息收集整理，随后根据各项数据存在特征及其彼此之间联系进行周密计算工作，最终得到一些系统化数据信息。无人机的影影像机是其最重要的组成部件，因其应用灵活、简便、低成本与高分辨率等特点被广泛应用到我国经济建设的诸多领域当中，尤其是在水利水电工程测绘中的应用。在测绘中主要包括工程地质条件、水文条件等，其二者均对测量结果有着根本性影响，另外还需将施工现场河流等因素充分考虑其中，避免出现任何危害性情况。而传统的测绘数据获取手段有一定的局限性，而且数据信息不准确，传统航空遥感还容易受到外界环境影响或者空域管制等多方面的制约，在水利水电工程中应用具有较大的限制。无人飞行遥感系统以其独特的优势逐渐取代了卫星遥感和通用航空遥感技术，在很多重大工程建设以及基础设施建设中发挥了积极的作用。但是目前在水利水电工程中的应用还处于发展的初级阶段，无人机在水利水电工程中的应用还需要进一步探索和试验。
2无人机水利工程测量应用
作业流程为：控点布设－航线设计－飞行作业。在控点布设过程中，由于本项目所在地地势复杂，一般人工测量难度较大并伴随一定的误差，所以选用无人机航测技术，采用1∶1200的比例尺来测量所在地地形图。水利工程建设实施工作繁琐复杂，本设计考虑到以上原因，选用布设控制点方案，首先利用软件GoogleEarth软件确定所测区域的具体定位，每隔200m布设一个控制点位，在地势复杂、起伏的区域，设计标记，一般设计宽度为15cm，以此可将地面为6cm的影像分辨出来。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆像控点的测量方法一般分为导线测量、空中三角测量、GPS静态测量、ＲTK测量等，本项目主要采用空中三角测量和GPS测量，其中空中三角测量选用DATMatrix软件进行空三加密，根据地域的实际情况进行分区控点布设，利用自动匹配模式进行像控点的测量，排出误差，使得无人机航测更精确可靠。
3无人机低空航摄外业测绘流程
无人机航测在水利工程测量中的外业航摄主要包含像控点布设、航线规划和飞行作业三个环节。在像控点的布设环节中，以本文以某水库的测量项目为例，沟道地形比较崎岖，并伴有植被遮挡，人工进行测图难度非常大，因此采用的无人机航拍，测图地形图比例尺选定为1∶1000。当前，无人定位系统大多采用单点定位方法，其测算的精度相对较低，新型的无人机中已经出现了新的差分定位，这一过程中能够有效减少布设的数量，使后续的工作效率有效提升。本次主要采用的是单点定位方案，首先运用谷歌地球选定测区的具体范围，每隔300m布设一个像控点，在地形比较崎岖的地方，设计十字形标记，宽度一般设置为10cm，方便将地面为5cm的照片分辨出来，以此来更好地符合项目的测量。在航线的规划过程中，通过设置相机的参数、高度和比例尺以及区域信息，设计适度重叠的飞行航线。无人机采用35mm的定焦镜头，通过手动定焦，快门速度为千分之一秒，以此提高拍摄的精度。以本次航拍为例，该飞行地面的相对高度为380m，通过精确计算将地面的分辨率设计为5．37cm，航向重叠设置为75%。旁向的重叠率为60%。该航线以每秒8m的速度进行飞行，通过导入飞行规划软件中，进行具体规划。在飞行作业设置上，本次使用的无人机的起降点相对比较灵活，选择拍摄时一般选用相对比较开阔的地面，通过航拍，有效保证无人机的操控和跟踪定位，实现安全控制和安全检测。在具体的操作环节中，操作人员要主要使用自动巡航这一模式，在视距之外所采用的飞行阶段，要注意检测无人机的飞行高度，在拍摄完成的时候，能够保证其安全降落，减少气流引发的失速问题，同时要注意照片的质量符合无人机的质量要求。
4无人机在水利水电工程水土保持作用中的应用
水土资源作为人类赖以生存与发展的基本资源，其产生的生态问题已经成为了全世界共同关心的问题。由于自然地理环境和社会开采活动等多方面因素的影响，我国水土流失现象十分严重，水土保持是我国基本国策，关系着我国社会经济的发展以及人们健康安全，与国家利益、社会公共利益以及人类共同利益息息相关。实现水土保持是水利水电工程建设的重要任务之一，如何整治生态环境、防止水土流失以及恢复重建生态系统已经成为全世界共同面临的重要课题，也是我国当前社会经济条件下水土保持生态建设的内在要求。单纯依靠人力或者物力进行水利水电工程应用范围内水土保持以及水土流失数据统计是十分困难的，所以，需要将无人机应用在水利水电工程水土保持作用中。
结语
无人机航测技术在水利工程测量方面具有重要意义。文章利用无人机对地势复杂区域的水利工程进行航空拍摄，具体分析了无人机航测的外业流程和内业处理，采用空中三角测量技术和GPS测量技术，对水利工程所处区域进行航测，其中空中三角测量选用DATMatrix软件进行空三加密，在数据处理过程中选用加密点云的立体模型对航测结果进行检查，并将满足设计要求的数据进行测图。该技术与传统人工测量相比具有绝对的优势，可提供更精确有效的测量数据和更加清晰的影像数据。在数据处理阶段，利用无人机系统内部的数据处理中心，建立设计模型，可有效减少误差，提高航测结果的精确度，进一步促进无人机航测技术在水利工程测量方面的应用，该技术在水利工程项目中具有广泛的应用前景。
参考文献：
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［2］张启元.无人机航摄技术在高原峡谷区水利工程中的应用［J］.青海师范大学学报：自然科学版，2013，29（03）：65－68.
［3］李长平.无人机在水利工程中的应用［J］.中华居民，2014，5（12）：240－241.
论文作者:钟冬华
论文发表刊物:《防护工程》2019年第1期
论文发表时间:2019/4/26
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