摘要：无人机贴近目标区域，遥感影像分辨率较高;超低空工作，不受云层影响，云下飞行；具有快速响应的数据获取能力，应用于水利工程建设中具有重要作用。以航飞影像为基础，通过POS数据和外业像控成果建立立体模型；内业处理使用全数字摄影测量工作站进行立体数据采集，生成数字线划图(DLG)和数字高程模型(DEM);利用DEM数据对航飞影像进行正射纠正，制作数字正射影像图(DOM)，最后对其成果进行质量检查以及高程测量精度进行分析。
关键词：无人机技术；应用；水利工程；高程测量精度
引言
我国干旱和洪涝灾害多发，近几年国家增大了水利建设投入力度，规划建设多项中小型抗旱项目，新建乡镇连通工程、抗旱水源应急工程，以及其他配套工程，这些工程都离不开最基本的项目测量工作，尤其是征地移民测量、水库淹没范围测量、坝址控制测量等，与老百姓的切身利益密不可分。因此亟须提高测量的速度和精度，并尽可能地缩减成本。近年来，无人机在水利监测领域的应用技术相对成熟起来，主要用于洪涝灾害监测、水利工程监测、水环境污染监测、干旱缺水监测、内陆湖泊及水库监测、农田灌溉监测和河床河道监测等。
1 无人机的优点
无人机的低空飞行可以获取较高分辨率的影像，这项技术解决了大飞机航拍和卫星由于云层遮挡导致目标区域遗漏的问题，弥补了遥感航拍机动性不足以及耗时长等缺点。传统的航空遥感技术受到传感器、目标空域以及航空平台等很多因素的影响，在采集小面积遥感影像成果方面有着时间和经济成本较高的缺陷。小型无人机的优点在于成本低、无人驾驶、结构简单等，可以在小范围内低空快速获取高清遥感成果，有助于补充传统的大范围航空遥感的细节。总的来讲，无人机技术的优点主要有以下方面:贴近目标区域，遥感影像分辨率较高;超低空工作，不受云层影响，云下飞行；成果多样化，不局限于大飞机和卫星的正射影像等常规产品，可多航次多角度全面采集地貌地形数据，还可以支持构建三维景观模型、数字地表模型等；对起降场地要求小，起降方便灵活，准备程序简单，不受地形限制；对人员无伤害，可以实现对危险或交通不便区域的监测和探测，旋翼无人机可对特定地物进行悬停航测，或对固定区域进行重点航测；工作效率和应急能力较强，并且耗时短；生产成本较低，保养较简单，维护费用低，培养操作员相对简单。
2 无人机成果精度影响分析
2.1 像控点的布设
像控点的布设好坏对后期成图起着相当关键的作用。每条行带至少需要一定数量的像控点，其具体数量应根据地形情况确定，若地形起伏变化较大，应加密像控点，否则导致平差数据不能达到精度要求。刺点精度是影响像片控制测量精度的又一重要因素，尤其在水利工程测量中表现明显，一般水利工程测量位于山区、河滩、地貌较为破碎和居民地稀少地区。通常测区内找不到较为明显的地物点，进而对后期影像刺点精度产生影响。
2.2 仪器误差
由于无人机体积及载重原因，无法搭载常规的航测仪进行无人机航空摄影测量。目前无人机搭载小型数码相机一般均为矩形阵面CCD，并非传统的正方形，像片的重叠度越大基线越短，基高比越小。在立体模型下，同名地物交会角较小，降低立体观测的效果。
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3 无人机技术应用于水利工程高程测量精度分析
3.1 项目简介
项目以河北省境内某条河流为依托，采用塞斯纳208飞机，ADS80数码航空摄影测量系统进行航空摄影，采用的影像地面分辨率(GSD)为0.14m。其主要技术路线为：采用推扫式数码航空摄影测量系统ADS80实施航飞作业，以航飞影像为基础，通过POS数据和外业像控成果建立立体模型；内业处理使用全数字摄影测量工作站进行立体数据采集，生成数字线划图(DLG)和数字高程模型(DEM);利用DEM数据对航飞影像进行正射纠正，制作数字正射影像图(DOM)，最后对其成果进行质量检查。
3.2 检校DEM精度
检查对象为此次航飞作业区的部分地区数字高程模型，其数据格式为
ESRIGRID，格网尺寸2.Omx2.Om，按5Ocmx50cm正方形分幅;检查内容为该DEM数据精度，其设计精度要求的高程中误差不大于0.17m；采用水文测量断面实测数据为检查基准数据;其具体检校步骤如下：利用ARCGIS将水文断面实测数据转为shp矢量文件，并与该DEM数据进行叠加；实测断面点的坐标提取DEM上相应点处的高程值；以实测断面点的高程为检校基准，计算DEM数据高程与相应断面点高程之间的较差，由检查点的较差计算中误差。
3.3 精度分析
此次航飞项目设计的高程精度为0.17m，从上文检查结果来看精度未达到设计要求。为此，对检查结果进行了分析;将检查点与航飞地区的数字线划图(DLG)进行叠加，截取部分叠加图。通过展绘误差较大点的分布，对检查结果进行分析，可能造成最终误差未达到设计要求的原因有以下三个方面：首先此次航飞作业生成的数字高程模型格网间距采用2.Omx2.Om，能满足地势较为平坦地区的精度要求，但难以满足有沟坎的复杂地貌的精度要求。其次在内业处理时，由于植被的遮挡造成内业处理人员在切点时的不准确，进而造成后续处理的误差。最后在河道进行水文断面点实际测量时，由于仪器自重原因和河滩地表较为松散，造成测量时仪器下沉，实际测量数据不精确，不利于后期精度的检查。
结束语
总之，结合实际航飞项目，通过分析检查点误差大小与实际位置的关系，得出几点影响高程精度的因素，并对后续工作提出合理化建议;在地形较为复杂地区进行航飞作业时，适当增加DEM格网精细度，提高内业立体采集人员的专业素质，使得立测数据更加准确。
参考文献：
[1]毕红哲，张洲宇，申功璋，曹云峰.无人机感知与规避技术研究进展[J].电子测量与仪器学报，2016，05:661-668.
[2]刘昌军，郭良，兰驷东，赵炎增.无人机技术综述及在水利行业的应用[J].中国防汛抗旱，2016，03:34-39.
[3]张君.无人机技术和应用发展与监管研究[J].现代电信科技，2016，03:69-71+78.
[4]王陈香.无人机技术航拍与图像拼接技术应用分析[J].中国高新技术企业，2016，30:42-43.
[5]何雅.基于无人机的低空遥感影像拼接技术的研究[D].吉林大学，2016.
论文作者:唐莉
论文发表刊物:《基层建设》2017年6期
论文发表时间:2017/6/21
标签：无人机论文; 高程论文; 精度论文; 测量论文; 数据论文; 遥感论文; 数字论文; 《基层建设》2017年6期论文;