徐明明

（安徽创汇土木工程有限公司，安徽蚌埠 233000）

0 引言

在水利工程测绘的过程中，有很多工作的精度非常高，因此非常复杂，用传统方法进行测量消耗的时间非常多，同时还需要大量的人员一起进行工作。这是采用航空测量技术就可以简化工作，使这一项工作的整体难度大幅降低。通过使用飞机作为测量架，简化了整个测量过程，并且由于测量难度低并且测量时间短，因此大大降低了测量成本。

1 技术介绍

20世纪中国就成立了专业的航空测量团队，它最初是由当时的国民党政府建立的，用于获取中国各个部门的地形图[1]。1949年以后，由于中国国民经济的蓬勃发展，它开始在各个方面增加投资。由于其良好的应用效果，航空测绘在水利工程和其他调查中发展迅速。在1990年之前，各国甚至绘制了两比例的地形图。一个是1:5000，另一个是1:10000，然后将测得的数据与地形图进行比较以获得数据，从而形成地形数据库。到目前为止，原始地形图已发展为当前的三维城市电子地图。这些技术的发展帮助了中国的技术创新，并进入了数字时代。例如，在Western Mapping Project中使用摄影技术就是一个非常明显的例子。

大量的工程地形测绘结果表明，通过航空摄影测量，可以避免卫星遥感技术易受外界气候变化，地形和其他测绘因素的影响[2]。这一问题航空摄影技术就可以对其进行解决。工作人员可以随时设置特定的拍摄路线，这大大缩短了测量周期，并确保了水利工程设计，施工，运行和维护管理中地形图数据的及时性要求。图像控制点的布局是航空摄影测量的先决条件，布局效果直接决定测量的准确性和质量[3]。

2 主要技术

2.1 动态测量

RTK是GPS实时动态测量技术的缩写。具体来说就是可以获得更高精度的定位方法，具体方法如下：基站在工作过程中需要设置一个GPS接收器来转换高度，坐标等地理信息，并以参数形式输入流动站的相位控制。卫星信号将在基站和流动站之间传输，因此控制手册可以及时处理数据。另外，把预定好的时间与实际进行比较，再通过系统的测量，可以改进所得到的时间表。测量的高度，坐标和进度必须同时记录在手册中。其工作原理是在测量被测位置时，有必要根据高速运动的瞬时位置进行空间切割。

在航空摄影测量的过程中主要采用无人机技术，大量的无人机构成飞行网络来进行测量。合理、科学、规范的路由网络可以大大缩短测量周期，提高测量精度。必须确保路径末端的上下控制点以相同的方式排列，然后使用主点将上下控制点设置在同一条直线上。根据道路水利工程地形调查区的设计要求，应保证重叠部分不少于80%，水平重叠部分不少于70%。

2.2 基本作业技术

图像控制点的布局完成后，将使用航空摄影测量技术来测量水利工程淹没的被测物体的高度。淹没调查的准确性是水利工程地形图调查的核心环节，对调节水库的正常储水量具有重要影响[4]。因此，高程测量的误差需要控制在±10cm之内。如果水利工程的坡度较小，则高程测量的误差应控制在±30cm之内。如果水利工程位于丘陵地区，则高层的测量误差应控制在±50cm之内。在水利工程库区的调查中，需要对1:2000地形图进行全面而系统的调查。通过这种测量方法，可以满足水利工程淹没调查的具体要求。在对库区进行地形图测量的过程中，可以使用航空摄影测量的组合方法。对测量精度的要求是：误差小于±20cm，并且仰角误差也小于±20cm。水利工程地形图基站的标定是水利工程地形图的重中之重。标定站标定的准确性，不仅会影响航空摄影测量的精度和效率，而且还会带来很多未来数据分析和处理上的矛盾。在特定的校准过程中，可以使用以下两种方法。①通过静态数据获取参考站某一点的坐标数据，并将航空摄影测量控制点的坐标输入手册，以获取水利工程的地形测量数据。然后，通过流动站收集控制点的坐标，并将收集到的数据转换为地形图数据，从而为绘制地形图提供数据支持；②调查和绘制水利工程中的一些特殊区域。如果找不到合适的控制点来布置参考站，则可以将参考站布置在该区域中相对平坦的位置。简而言之，它是一个虚拟参考站，它使用基站在设定点处收集数据。

在选择基站时，应该选择一个离流动站较近的地方。基站与流动站之间的距离过于遥远，就会导致这种测量方法的初始化延长，最终影响到测量结果。

3 具体应用

3.1 校准基站

目前基站的校准方法主要有两种，第一种就是收取已有的数据，通过数据来得出坐标，之后直接在手册中输入坐标，然后来进行相应的数据分析，并将每个流动站上收集的地理坐标数据替换为相应的地理参数。此方法适用于具有已知点的基站。收集在流动站控制点测量的地理坐标。该方法主要适用于随机放置参考站的方法。为了使航空勘测具有一定的意义，对航空飞行质量的要求主要包括以下几点：照片的倾斜角度不能超过3°。一旦发现错误，必须立即检查摄影测量方法。为了用照片覆盖整个测量区域，当重叠程度小于最小限制时，适当增加飞行距离以执行飞行测量。在后处理中处理摄像机图像时，必须控制路线图像的曲率不超过3%。照片的旋转角度不能超过6°，这是相框的框架与相邻照片在同一方向上的停滞点之间的角度。

3.2 地形图测绘

航空摄影测量的主要目的是通过正交投影图像显示地面中心投影图像。有很多使用的方法，例如：分析方法、模拟方法等。执行内部工作时，必须严格加密映射控制点。常规的辐射三角剖分方法适用于平坦的地形，而丘陵和山脉等地形三角剖分方法的应用是建立一种空中三角剖分方法。在野外作业时，请注意以下几个方面：对光控点进行联合测量时，可以通过常规测量方法确定平面坐标和标记点的高程。地形，要素和其他元素由指定的地形图符号绘制和注释。未照相的和新添加的更重要的功能必须标记为在调查中获得的地名。在测量和绘画时，可以使用三种方法：室内、室外或两者结合。

3.3 误差处理

3.3.1传感器错误和处理

为了确保无人机航测数据和图像数据的实时传输，通常需要在无人机中携带无线传输模块。但是，无人机的负荷较小，只能安装一个简单的传感器模块以延长电池寿命，与现有设备相比，通信传输效果减弱。在数据传输过程中，可能会发生某些错误，并且图像数据经常会失真。为了解决这些问题，必须选择最新的通信设备，尽管价格昂贵，但可以同时考虑小尺寸和高精度。另一种方法是增加无人机内置存储模块的容量并临时收集所收集的图像数据。无人机航测完成后，将其保存到存储设备并直接导出图像数据。这样，无需传感器的压缩处理就可以保证图像数据的准确性。

3.3.2无人机平台的处理

在空中勘测期间，由于无人机在拍摄过程中被风摇晃，在飞行过程中偏离预定路径，或者拍摄角度不理想，导致图像数据模糊并且分辨率很差。在这种情况下，采取的措施之一是选择无风，晴朗天气的航测工作，以避免外部因素对无人机航测工作的影响。第二项测量是结合使用智能导航和手动控制模式来支持无人机飞行以获得更准确的图像数据。第三种方式是安装空中POS和GPS定位，以支持空中3次测量，并达到提高数据准确性的目的。

3.4 发展趋势

随着无人机技术的发展，它将在航空摄影测量领域提供更大的应用优势。此外，无论是水管理工程测量，地籍测量与制图，救灾等活动，对无人机航空发现的准确性和信息反馈的及时性都有很高的要求，无人机航空测量技术必须不断创新和完善。未来主流发展趋势主要有两个方面：①提高智能水平，目前仍然有许多当前对航空勘测无效的数据，或者有很多重叠的图像数据而图像模糊。随着无人机的智能水平进一步提高，可以自动调整曝光补偿和拍摄角度以获得更清晰的图像数据；②无人机和设备（通信模块、照相设备等）的小型化，这增加了航行时间并完成了更多的空中勘测工作，使其适合于大型水利项目的勘测。

4 结束语

总而言之，根据目前该技术的发展情况来看，航空摄影测量进行水利工程测绘中有着很重要的应用，不仅可以提高水利工程地形测绘的精度，同时也可以减少工作量，目前我国的航空技术在不断发展，水利测量技术也在不断进步，分辨率越来越高，及时性越来越好。这样就使得水利进行测绘的过程中得到的测量结果越来越符合实际情况，这对于水利工程的整体设计以及维护有很大的帮助，有利于我国水利工程的持续健康发展，通过研究这一技术我们可以发现，在未来随着航空摄影测量技术的进一步发展，这一技术可应用的范围一定会越来越广，使更多行业实现进步。