无人机在水利水电工程测量中的应用试验王凯

无人机在水利水电工程测量中的应用试验王凯

王凯

邯郸市水利水电勘测设计研究院河北省邯郸市056001

摘要：水利水电工程是我国一项基础性建设工程，对于社会经济发展以及国家利于与社会公共利益有着至关重要的影响。当前，传统的测绘手段已经无法满足社会发展需求，无人机以独特的优势逐渐弥补了卫星遥感和通用航空遥感的不足，在我国水利水电工程建筑中发挥了积极的作用。因此，文章就无人机在水利水电工程测量中的应用进行分析具有现实意义。

关键词：无人机；水利水电；测量；应用

随着无人机航摄技术以及相关配套设施采用的技术不断提升，自身能达到的条件和要求也越来越高，高分辨率成像和CCD快速成像绘图等都越来越有效率，相应的时效性也逐渐提升。甚至完成实时通讯如采集视频后，实时将影像数据同步传回就地补充采集，结合雷达和卫星设备可以获取更为高品质的画面。所以整体来说就水利工程而言，无人机的监测技术拥有着有力的发展后劲和前景。

1无人机技术在水利工程中的作用

卫星侦察机航拍会遇到云层遮挡受天气影响巨大，拍摄出来的画面质量不够稳定，目标区域信号采集出现断档设置错误，而无人机在低空飞行正好完美规避了这一点缺憾，且其超高的机动性可对信息采集不足的地方进行多次测量，相应的容错率也有很大提升，节约工作时长。常规采集手段在成果方面收到很多硬件方面的限制，例如所采用的传感器性能，目标附近航空平台搭建情况等影响。而且一般监测在成像效果方面不总是那么理想所花费的寂静成本也比较高昂。相比之下对于小范围遥感探测，小型无人机可以完美胜任，主要优势在于所消耗经济成本低廉，无需人员实际驾驶，采取手段和设计相对简洁，可以在一定区间内快速高效且清晰地获取地表画面等信息，有效推动了遥感航空的发展是对其微小细节的有力补充。主要体现在下列方面：以往探测设备一般是侦察机和卫星等，这些成像一般成像角度局限，受天气影响较大，相比之下无人机成像效果就趋于多样化，不光拘泥于正投影，还可以通过操纵对物体多角度采集数据，对其形貌特征有一个整体把握，这样就可以还原本体，建立起三维模型。且在低空工作时会规避云层等影响，这样就可知在较近的距离下越接近物体越容易采集比较清晰的图像信息；另外无人机起降要求很低，一般条件就容易满足，灵活方便，操作简便易学易上手。

2无人机航空摄影测量技术特点

2.1无人机+GPS

在对水利工程项目进行测量时，可以利用无人机灵活快速的特性，使无人机与GPS相结合，从而使无人机在进行测量过程中进行高程点采集，从而使测量成果呈现出数字化的地形图，最终提升水利工程的测量效率，节省水利工程的生产成本。

2.2数据获取快，机动灵活

无人机航空摄影测量技术，能够有效解决传统卫星遥感技术测量出现的问题，首先传统卫星在利用遥感技术对水利工程进行测量时，由于其测量周期较长，最终会导致测量数据的实效性较差。但是使用无人机航空摄影技术对水利工程进行测量，可以将这一问题完美解决，无人机航空摄影测量能够对水利工程进行随时拍摄，并且测量周期短，因此测量数据具有很强的时效性。

3无人机在水利水电工程测量中的应用

3.1无人机在水利水电工程测绘中的应用

在水利水电工程测绘中合理应用无人机，项目正式测绘前工作人员需对数据信息有一个全面掌握，明确保证提出的施工方案具备一定可行性优势，甚至测绘人员为确保测绘结果准确性需做好实地考察，有效克服恶劣环境带来的不利影响，促使工程测绘得以顺利开展。无人机相当于一个遥感平台，无人机测绘遥感系统根据项目工程需求，将现代测绘技术应用在工程测量中的应用，获取水利水电工程高分辨率图像，获取准确地航空影像资料，为后期工程建设的顺利进行奠定良好基础。

无人机机体运行过程中会形成大量的荷载数据，在高程控制测量技术应用过程中，控制点设置是关键环节，对目标水域进行实时观测和数据提取，相关操作人员必须对高程控制点的设置要引起足够的重视，确保控制点设置的科学性与合理性。无人机的测绘遥感系统最显著的特征就是精准度，这也是保证工程测量工作有效开展的重要基础与前提。为了了解与掌握水利水电工程的实际情况，对此相关工作人员必须根据测试区的具体情况与实际要求，无人机的测绘遥感系统要根据项目需求，每隔一段距离设置一个高程控制点，然后在两段距离之间设置一个水准路线，从而获取大比例的航空影像资料，绘制数学线规划图和数字正影像图，最后由这些水准路线组成高程控制网。

3.2水土保持

一直以来水土流失问题都是我国发展与环境保护希望首先解决的课题。由于经济发展需要，资源不合理开发与利用，盲目无知的对大自然的消耗使得本就不利于水土保持的自然地理环境不断恶化。水利工程在水土保持方面有重要作用，一方面水利工程在一般情况下占地面积较大，体量规模很大，另一方面水土保持需要不间断的跟踪数据并调查流失情况进行统计，数据信息量较为庞大，全靠人力无法全面彻底实时的获取数据，且无法保证人员的安全性，这时无人机就发挥了其高机动的特性。利用无人机搭载遥感技术，结合多镜头图像采集，可以对信息进行初步的筛选和计算，由于突然侵蚀过程原因比较复杂，自然因素和人为影响破坏影响相互作用间情况一般相对复杂，需要一定的参考数据以及特定算法，根据当地土质土壤信息和侵蚀参数进行定量计算，经过GIS计算与数据存储，再回传给控制中心，加以其获取的丰富的图像信息，工作人员就会水土流失现象进行一个整体把握，对当前情况合理评估，并对发展趋势进行科学预测提出相应的治理措施，以保证治理科学有效。

3.3无人机在水利水电工程动态监测以及水域环境监测中的应用

随着我国经济的飞速发展，水利建设项目的投资不断加大，水利工程施工数量增多以及规模也越来越大，水利水电工程建设在我国国民经济发展中占据着十分重要的地位与作用。在水利水电工程实施管理工作中，需要对水利水电工程动态监测以及水域环境监测，获得准确的监测数据信息，为后期水利水电工程管理工作提供科学的数据支持。无人机在水利水电工程动态监测以及水域环境监测中的应用，能够有效解决传统工程测量中无法解决的难点问题，不仅提高了定位的精准性，提高工作效率，在一定程度上还保证了工程测量的稳定性与安全性。合理利用无人机，利用其对目标对象进行定位和实时监测，其主要作用就是对整个测试区进行控制。为了保证水利水电工程动态监测以及水域环境监测中的应用，需要掌握水利水电工程应用范围内的水域变化情况。无人机具有在影像周期短、分辨率高等特点，将其作为水利水电管理工作的有效依据，进而提高水利水电工程的经济性和应用性。在掌握水利水电工程应用范围内的水域变化情况之后，需要对提取水域基础数据信息，利用数字化测绘技术确定待定点的位置参数，获取有价值的数据信息，从而对整个水利水电工程进行全方位的实时跟踪，取得一定的观测量，并且建立起未知点与参考点之间的联系，使其作为水域调查和水域统计的有效依据，为工程测量工作提供数据支持。

结论

在我国现代化技术不断发展的背景下，无人机航空测量技术也随之发展，无人机的摄影测量技术越来越突出分辨率高、时效性好等优势，在水利工程中，无人机航空测量技术能够利用自身的高分辨率将水库真实情况进行呈现，从而推动我国水利工程的发展。无人机航空测量技术的优势使其在我国水利工程方向有着广阔的应用场景。

参考文献：

[1]吴定邦.浅谈无人机测量技术在水利工程中的应用[J].江西水利科技，2016，42（1）：57-61.

[2]桂新，祝红英.浅析无人机测量系统及应用[J].江西测绘，2015（2）：86.