摘要：无人机具有自身重量小、机动性快、人员无危险、消耗物资少、受气候天气影响小以及空域申请便利等多种优点，简单的条件就可以实现低空飞行，对空降场地的要求也相对比较低，只需要一段平整的路面就可以起降，而且可以快速获取影像数据，大大提升了工作效率，可以很好地满足比例尺地形图的相关测量要求。
关键词：无人机；低空摄影测量技术；水利工程测量；应用
引言
无人机低空摄影可以对影像实现预处理、等高线数据半自动提取、DSM/DEM自动生成以及大范围遥感影像稀少区域，同时还可以实现正射遥感影像的高效、高精度、自动化以及持续更新生产等影像群集处理。采用无人机（UAV）低空摄影测量具有成本低廉、现势性强、能适应复杂地形的优点，其对天气和测量范围的依赖性较低，能够快速的获取高分辨率的影像数据。已逐渐应用于地质灾害影像快速获取、征地现状核查、土方量计算复核、地形测量等各种测绘任务中。
1无人机航空摄影测量优缺点
1.1优点
1.1.1环境方面
无人机航空摄影测量技术在实际应用过程中受外界环境的影响程度比较小，可以实现低空飞行，其飞行高度可以控制在1千米以内，非常灵活方便。
1.1.2经济方面
无人机航空摄影测量应用不仅效率高，而且使用成本也比较低，同时携带方便、安全系数高且操作灵活。在低空飞行过程中不受管制，在很大程度上节约了人力，物力和财力。
1.1.3拍摄方面
无人机可以载各种型号的相机，而且还可以多角度拍摄，遥控方便，镜头灵活，分辨率也非常高，传统的拍摄相比，在使用过程中不会受到高层建筑物和云层的影响，从而获得更加清晰的影像。
1.1.4精度方面
无人机可以低空近距离拍摄，可以清晰完整地表述地物信息，精度的高低完全取决于飞行状态和航摄仪，在实际测量的时候，可以结合其他测绘方式提升测量精度。
1.1.5航空领域申请手续简捷
无人机航摄属于低空航空领域使用行为，航空领域申请流程相对便捷，审批周期相对较短，摄影空域审批手续的办理简捷！
1.2缺点
无人机航摄的应用缺点主要包括：无人机在实际飞行过程中，其飞行倾角和旋偏角一般都比较大，飞行姿态不够稳定，而且像片和航线的弯曲比例不一致；像片的数量多，像幅小，这就使得立体模型和测图定向的误差比较大；在对数据进行采集的时候，由于相对频繁更换使得接边比较困难，而且误差也比较大。
1.3精度
文章主要研究无人机航摄技术在水利工程中的应用，高程精度和平面精度都符合要求，从研究结果分析来看，平面精度符合水利工程测量的相关要求，可是高程精度却存在一定的缺陷，主要是因为无人机的飞行高度过高，从而使得地面的分辨率降低。
2无人机低空摄影测量技术在水利工程测量中的应用
2.1外业航空摄影
在利用无人机摄影测量技术对水利工程项目进行测量时，让无人机搭载IMU/DGPS辅助航空摄影测量设备，通过GPS载波相位差分定位测量相机的空间位置，从而获取航摄相片的三个线元素，利用IMU系统测定相机在航摄时的空间姿态，从而获取航摄相片的三个角元素，从而大大减少甚至无需地面控制点直接进行航空摄影测量。
在航摄前首先选定无人机降落场地。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆无人机降落场地的选择直接影响无人机的飞行安全，在位置上要求在测区内或离测区边沿不超过2km；降落场地宽度不小于10米，长度不小于100米；降落场地应平整，无杂草、块石等杂物；降落场地长边要和飞行时的风向平行；降落场地周围的障碍物高度不应大于10米，切长边方向的2米高度角小于10度。
在航空摄影测量前，要组装无人机，架设地面GPS基站，采集基站坐标，根据现场条件制定飞行计划。根据航摄现场风向布置航线，航线方向要和现场风方向垂直。起飞前要观察测区内气象情况，确保在无雨微风天气状况下进行航飞，尤其是风速和风向，风向是否和航线方向垂直，风俗应小于3级。无人机起飞时从降落场地中央逆风起飞，起飞后航飞人员密切关注地面监控设备，重点监控飞机的电量、飞行速度、飞行姿态、是否按计划航线飞行，待飞机电量小于30%时操作飞机返航，并在降落场地逆风降落。飞机经落后关闭飞机飞行引擎开关，下载航摄相片和POS数据，检查航摄相片是否清晰，POS数据是否完整。检查合格后切断无人机电源，检查无人机各部件组装情况，准备起飞下一个架次。
为了控制和提高测量精度，对水利工程四周以及中心位置需要布置检查点，并且每个检查点的设置都为平高点。
2.4数据处理
由于航摄影像质量与无人机自身特点和数码相机自身参数对测量精度的影响较大，测区面积较大，地形复杂、海拔落差较大，飞行时间为冬季，航飞持续时间较长，为保证航摄照片质量统一，航空相片进行匀光匀色、畸变差纠正等处理，保证更高的影像匹配精度和效率。
将处理过的相片和POS数据利用无人机桌面软件进行匹配，设定数学基础，导入到photoscan，利用无人机插件惊醒无地面控制点高精度数据处理，处理过程中确保处理工作站连续供电。
数据处理完成后，利用photoscan导出数字地面模型DEM，数字正射影像DOM再利用清华山维EPS地理信息软件，数字生成垂直模型DSM，在清华山维EPS地理信息软件垂直模型测图模块进行数据采集，编辑成图。
3无人机低空摄影测量的优点
3.1快速机动，响应迅速
无人机运输便利，车载系统可快速到达指定目标区域，对天气依赖小，起降受地形条件影响小，无需专用机场支持，可以通过弹射或者地面方式如草地、空地、道路等多种地域快速起飞，用滑行或伞降的方式回收，可及时准确地获取实时、直观和可靠的遥感影像，有效地提高地理信息获取的时效性、针对性、准确性和科学性。
3.2获取的航空遥感数据高分辨率高
无人机低空航摄系统可获取高分辨率遥感影像和POS定位数据，并可搭载不同的传感器，获取多时相、多光谱、多分辨率的遥感数据。无人机平台搭载的数码成像设备，具备面积覆盖、垂直或倾斜成像的技术能力，可获取厘米级分辨率的遥感影像，可制作大比例尺 DLG、高分辨率 DOM、高精度 DEM 等数字地理信息产品。
3.3无人机获取数据丰富
无人机通过航空摄影测量，不仅可制作高分辨率DOM、高精度DEM，大比例尺DOM，还可以生成测区三维场景，尤其实在水利工程勘察设计方面，通过裸眼3D技术可以详细观察水利工程周边的地理环境，为水利工程设计成果和实地现状环境的协调性提供了观察条件，为水利工程设计成果和实地现状环境的适应性提供了丰富的基础数据。
3.4成本低、安全可靠
由于无人机的体型小，耗费低，无需专用的起飞和停放场地，其使用和维护成本远远低于载人飞机系统和遥感卫星。无人机航摄系统可以通过测控地面站设计飞行航线，飞行导航控制系统保证无人机按规定航线飞行，影像数据可通过数据链实时或准实时传输至地面控制端，因此，即使无人机受损，也能保障人员安全和数据安全，并可进入沙漠、突发自然灾害和放射性灾害等困难地区进行航拍作业。
综上所述，与卫星、载人航空等遥感平台相比，无人机遥感具有明显的技术优势，但是仍存在缺陷，主要包括：复杂的地形条件对无人机飞行和操控的影像较大；恶劣的天气（如大风、大雾、大雨、大雪等）影响无人机的航拍工作，无法获取高质量清晰的遥感影像。
结束语
总而言之，无人机航空摄影测量技术现如今已经逐步成为测绘行业当中的一种新兴测量技术，多学科相互交叉，和传统的测绘方式互补，成为行业地理信息数据获取的首先手段，目前在城市规划建设、勘察地质灾害、输电线路勘察设计水利工程建设、防灾减灾、林业、国土等多个方面进行了广泛的应用。
参考文献：
[1]杨俊成.低空摄影测量在水利工程中的应用[J].科技创新与应用，2016（01）：151+153.
论文作者:江贵兴
论文发表刊物:《基层建设》2019年第12期
论文发表时间:2019/7/19
标签：无人机论文; 测量论文; 低空论文; 遥感论文; 影像论文; 航空论文; 数据论文; 《基层建设》2019年第12期论文;