無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量在架空輸電線路測(cè)量中的應(yīng)用

潘池

(遼寧省地理國情監(jiān)測(cè)中心，遼寧沈陽 110034）

電力在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民日常生活中發(fā)揮著巨大的作用，而測(cè)繪技術(shù)作為先鋒行業(yè)，其發(fā)展也極大影響電力工程建設(shè)的發(fā)展。

目前，放樣施工圖階段的工作流程是利用無人機(jī)搭載傾斜攝影測(cè)量系統(tǒng)，獲取高分辨率三維實(shí)景影像，建立高精度三維模型，從而完成線路的選線、定線、終勘測(cè)量任務(wù)。

將全數(shù)字測(cè)量系統(tǒng)上優(yōu)化好的路徑放樣到實(shí)地。首先內(nèi)業(yè)采集平斷面圖，依據(jù)該圖進(jìn)行設(shè)計(jì)，確定桿塔位置，然后對(duì)每個(gè)桿位進(jìn)行實(shí)地放樣，校測(cè)高差、危險(xiǎn)點(diǎn)、檔距以及交叉跨越點(diǎn)等，對(duì)個(gè)別需要修改的路徑，要與線路的設(shè)計(jì)人員在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)一步進(jìn)行確認(rèn)，從而完成線路的終勘測(cè)量。

一、無人機(jī)航攝準(zhǔn)備

無人機(jī)的航攝準(zhǔn)備包括: 制定航攝計(jì)劃、檢查設(shè)備、檢校相機(jī)。制定航攝計(jì)劃時(shí)，利用衛(wèi)星影像圖疊加本項(xiàng)目的架空輸電線路選線計(jì)劃，根據(jù)線路位置，確定任務(wù)的范圍區(qū)域，初步了解測(cè)區(qū)內(nèi)的地形地貌情況以及交通狀況; 通過進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘查掌握測(cè)區(qū)內(nèi)是否有空中管制及軍事場(chǎng)所，進(jìn)一步確定適合的起降場(chǎng)地，并針對(duì)可能出現(xiàn)的緊急情況制訂應(yīng)急預(yù)案。

二、傾斜攝影數(shù)據(jù)獲取

項(xiàng)目采用多旋翼無人機(jī)搭載模擬五鏡頭相機(jī)的方式對(duì)測(cè)區(qū)進(jìn)行傾斜攝影測(cè)量。由于測(cè)區(qū)形狀為矩形，航線是沿著矩形區(qū)域的長邊進(jìn)行布設(shè)，實(shí)際飛行范圍均超過了任務(wù)范圍。本次飛行的相對(duì)航高平均按100米設(shè)計(jì)，航向重疊大于75%，旁向重疊大于40%。獲取影像分辨率為2厘米。

1.像控點(diǎn)測(cè)量

像控點(diǎn)布設(shè)密度和分布影響成果精度，項(xiàng)目按實(shí)地間距150米均勻布設(shè)像控點(diǎn)，在測(cè)區(qū)四角采用雙點(diǎn)方式布設(shè)，測(cè)區(qū)外圍拐角處布設(shè)像控點(diǎn)，未單獨(dú)布設(shè)檢查點(diǎn)；像控點(diǎn)采用RTK實(shí)時(shí)測(cè)量，每個(gè)像控點(diǎn)獨(dú)立觀測(cè)2次，兩次測(cè)量成果較差小于3厘米的取平均數(shù)作為最終成果。

2.空中三角測(cè)量

空中三角測(cè)量利用野外采集的像控點(diǎn)成果、POS信息以及影像數(shù)據(jù)采用全自動(dòng)轉(zhuǎn)點(diǎn)，自建工程等。加密過程中通過對(duì)像控點(diǎn)的抽稀，對(duì)空三成果進(jìn)行分析，證明像控點(diǎn)越多，空三精度越高；反之像控點(diǎn)越少，空三精度下降。

3.三維實(shí)景建模

利用無人機(jī)航攝獲取的高分辨率多視實(shí)景影像，根據(jù)所獲取的圖像信息，外業(yè)測(cè)量成果、POS成果，使用三維實(shí)景建模軟件Smart3D建立測(cè)區(qū)精細(xì)化三維實(shí)景模型。

4.平斷面測(cè)量

內(nèi)業(yè)采編選用航天遠(yuǎn)景全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)，采用“裸眼測(cè)量”獲取架空輸電線路的平斷面圖等相關(guān)信息，擺脫傳統(tǒng)的立體測(cè)圖的束縛，實(shí)現(xiàn)了多窗口聯(lián)動(dòng)采編。并與道亨電力軟件兼容鏈接，從而實(shí)現(xiàn)了成果的全數(shù)字采集。

三、與傳統(tǒng)測(cè)量比較

1.基于GPS技術(shù)的數(shù)據(jù)采集

作為測(cè)量的一種新技術(shù)，GPS定位技術(shù)目前在線路工程測(cè)量中已大量應(yīng)用，特別是線路帶狀控制網(wǎng)、施工測(cè)量等方面，其技術(shù)手段顯著的提高了線路測(cè)量的效益，改變了作業(yè)模式和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，目前仍然是主流技術(shù)方法。

隨著GPS技術(shù)的發(fā)展，高精度實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)在線路測(cè)量中得到了廣泛應(yīng)用，如RTK技術(shù)在線路初勘和定測(cè)及施工放樣中的應(yīng)用取得了顯著效果，同時(shí)一次測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用完成了地形圖的繪制、斷面測(cè)量、土石方計(jì)算等，滿足工程所需的各種數(shù)據(jù)、圖紙和資料。

2.兩種方法的比較

在工作效率上，采用常規(guī)全野外測(cè)量方法需要3人10天；采用無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量的方法需要2人，5天；地物點(diǎn)的平面中誤差0.04米，高程中誤差0.03米，測(cè)量精度上也同樣滿足架空輸電線路測(cè)量規(guī)范的要求。（略去精度評(píng)定表）

在工序上，傳統(tǒng)的線路測(cè)量需要選線、外業(yè)定線、終勘等過程，期間需要反復(fù)不斷的提供外業(yè)數(shù)據(jù)給設(shè)計(jì)進(jìn)行選線，外業(yè)再實(shí)地調(diào)整線路，最終完成線路終勘；而采用無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量的方法，在獲取高分辨率影像后可直接在內(nèi)業(yè)進(jìn)行選線、定線、最終野外完成定位測(cè)量，操作方法更簡(jiǎn)單。

四、結(jié)束語

無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量方法相對(duì)于傳統(tǒng)的常規(guī)測(cè)量方法，在工作效率和精度上優(yōu)勢(shì)很大，且隨著測(cè)量技術(shù)的不斷發(fā)展，其應(yīng)用的范圍越來越廣，其作業(yè)模式改變了常規(guī)測(cè)量的方式，操作更簡(jiǎn)單，減少了野外作業(yè)時(shí)間，特別是在架空輸電線路測(cè)量工作中的應(yīng)用，解決了外業(yè)測(cè)量繁瑣，線路選線、定線、終勘等工序較多的問題，真正實(shí)現(xiàn)了一步到位的效果。