無人機低空航攝在農田水利工程測繪中的應用

霍蘇龍

摘?要： 目前，我國的經濟在快速發(fā)展，社會在不斷進步，水利工程行業(yè)在我國發(fā)展十分迅速，農田水利工程設施建設迎來了前所未有的重大機遇。在水利工程測繪中，強化運用無人機低空航攝技術，提高測繪數據的準確性與測繪效率，成為業(yè)內廣泛關注的焦點課題之一?；诖?，介紹了應用無人機低空航攝的優(yōu)勢，分析了無人機低空航攝的作業(yè)流程，并結合相關實踐經驗，從數據準備及數據解算等角度，探討了無人機低空航攝的數據處理問題。

關鍵詞： 無人機低空航攝;水利工程;測繪;應用

【中圖分類號】P237?【文獻標識碼】A?【文章編號】1674-3733（2020）22-0038-01

1?無人機遙感影像技術的特點

1）實時性無人機遙感影像技術可以從專業(yè)攝影攝像設備及無線傳輸技術獲取信息，通過計算機開展圖像信息處理，按照不同監(jiān)測對象的影像精度制作要求制作成圖像，利用無線傳輸技術手段開展圖形實時傳輸。無人機遙感影像技術可以穿越時間空間的隔閡，實時傳輸拍攝完畢的影像內容。2）便捷性無人機遙感影像設備一般體積都相對較小，系統(tǒng)操作起來也非常便捷。無人機遙感影像技術能夠有效結合不同需求的監(jiān)測對象，開展區(qū)別化的監(jiān)測工作，穩(wěn)定性相對較高，安全性強，容易轉場，能夠監(jiān)測到較為細微的內容。3）多用途性無人機遙感影像技術自身存在諸多功能，能夠全面獲取遙感信息，將遙感信息通過視頻影像的形式進行傳輸。無人機遙感影像的拍攝器材主要是經過改裝的CCD數碼照相機，也可以是小型數字攝像設備和視頻設備，能滿足多元化社會實踐需求。

2?無人機低空航攝在農田水利工程測繪中的應用

2.1?飛行作業(yè)

飛行作業(yè)是無人機低空航攝的關鍵步驟，其嚴謹性與規(guī)范性直接決定著最終測繪數據與圖像繪制效果。在飛行作業(yè)中，要密切結合飛行時間段內天氣、云層、空氣濕度等指標，選擇在外界條件良好的天氣條件下進行航攝。無人機的起降點位置宜選擇開闊、平坦區(qū)域。在飛行作業(yè)前，要對測繪數據傳輸系統(tǒng)進行性能調試，使其保持良好的工作狀態(tài)，提高測繪數據信息的傳輸效率，避免因不必要的故障導致數據傳輸中斷。當無人機低空航攝飛行至特定高度時，可啟用自動飛行模式，使無人機按照既定飛行路線進行自動測繪。飛行作業(yè)過程中，要時刻關注無人機飛行姿態(tài)等狀況，對觀察到的異常問題及時作出處理。

2.2?無人饑遙感在水域環(huán)境和動態(tài)監(jiān)測中的應用

水是生命之本，我國人口資源眾多，水資源對我國來說就更加重要，尤其是西部地區(qū)。因此對水資源環(huán)境進行監(jiān)測，水資源的合理開發(fā)利用是我國當前急需解決的問題。利用無人機遙感技術進行水資源調查成本低、速度快、數據獲取及時，根據遙感對不同地物具有不同的反射波譜效應，可對水域水質進行適時監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)水域污染與泄漏事件。

2.3?數據預處理

數據預處理階段是為了統(tǒng)籌整理測繪數據，提取有效數據信息，為數據解算提供必要條件。該過程需導出無人機機載設備內存卡中的測繪數據，并結合水利工程基本信息進行充分比對，構建航攝影像縮略圖。剔除相對失真、模糊的數據，在充分整理航帶的基礎上，將無人機機載攝像設備的相對校驗參數導入數據處理系統(tǒng)，核定平面控制網的相應坐標點，準確判斷水利信息收集位置。在此基礎上，再設定科學規(guī)范的高程控制網。

2.4?土地綜合整治規(guī)劃用圖測制階段

2015年8月，采取無人機低空航攝技術獲取了整治區(qū)內地面分辨率0.14米的航拍影像。再經由“兩內兩外”方式獲取試驗所需地形圖。即“第一次外業(yè)”主要包括無人機航攝線路設計、無人機低空飛行數字影像獲取、像片控制點布設和像片控制點聯(lián)測;“第二次外業(yè)”主要是指外業(yè)調繪，即拿著第一次內業(yè)的成圖影像到實地去調查，將地形圖上所需要的內容，諸如：房屋、電線桿、水塘、溝渠等地物，用特定的符號在影像上標注出來，并輔助以文字注釋;“第一次內業(yè)”包括影像數據預處理、像片控制點選刺、空中三角測量和立體測圖;“第二次內業(yè)”主要是指在全數字攝影測量工作站中，將影像進行編輯整理，生產出數字線劃圖（DLG）、數字高程模型（DEM）、數字地形模型（DTM）、數字正射影像圖（DOM）、土地利用分類圖等數字化信息產品，為土地整理提供所需的基礎數據。通俗來講就是在像控測量的基礎上，進行空中三角形測量加密，制作0.14米高分辨率數字正射影像圖（DOM）。在立體環(huán)境下采集整治區(qū)2075公頃的1∶2000比例尺地形圖，并將內業(yè)采集的線劃圖疊加DOM作為外業(yè)調繪底圖，按照邊調繪邊畫圖的流水化作業(yè)模式，完成整個整治區(qū)數字線劃圖（DLG）的繪制。之后將測區(qū)數字線劃圖（DLG）移交規(guī)劃設計部門進行土地綜合整治項目圖紙規(guī)劃設計。

2.5?水土保持監(jiān)測

我國已成為世界上水資源流失最為嚴重的國家之一。土壤侵蝕的過程相對復雜，不僅有人為因素，還有氣候、地形、植被、土壤等諸多因素。無人機遙感影像技術能夠針對不用地質侵蝕的情況進行分層，并且結合不同時期土壤侵蝕的強度進行分級，通過無人機遙感影像運行，獲取當地詳細的自然地域、地理地形、植物植被、氣候環(huán)境等信息。通過無人機遙感影像搜集信息，全面總結影響水土流失的影響因素，為水土規(guī)劃和水土治理工作打下良好基礎。

2.6?航線規(guī)劃

航線即無人機低空飛行的特定路線。在規(guī)劃航線中，要全面探勘水利工程測繪區(qū)域客觀環(huán)境，結合無人機性能、飛行高度、比例尺、測繪面積等參數指標綜合設定，最大限度減少無人機低空飛行所遭遇的外界干擾，適當遠離高壓線桿、高大樹木等。要設定具體的航向重疊度和旁向重疊度，盡量提高測繪目標區(qū)域覆蓋率，權衡設定無人機低空飛行方向和飛行速度等。

結語：通過無人機航測獲取高分辨率影像，制作完成4D數據產品，根據土地整理前、整理中和整理后3個時期，無人機航測技術發(fā)揮優(yōu)于傳統(tǒng)測量技術的優(yōu)勢，高效、低成本地實現(xiàn)對土地整理項目的規(guī)劃、設計、監(jiān)控與驗收等工作的動態(tài)監(jiān)測，為土地整理工程提供基礎的資料和技術保障。將無人機航測技術應用到土地整理項目中，使土地綜合整治工作不再局限于傳統(tǒng)測繪技術中，可以大大提高土地綜合整治工程建設的質量和效率。同時，無人遙感飛機作為一種新型的遙感數據獲取手段，必將成為現(xiàn)代化國家對地觀測系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分，并將越來越廣泛地應用于民用生活，產生重大的經濟效益。

參考文獻

[1]?宋雪蓮，阮璽睿，馬茹菲.基于ContextCapture的無人機傾斜攝影測量三維建模[J].科技經濟導刊，2018（21）.