河北省水利水电勘测设计研究院河北石家庄050000
摘要：随着科学技术的发展和农业化进程的推进，水利工程设施在我国现代农业发展中占据着关键性的地位，低空无人机遥感技术的出现，无疑是对我国水利工程测绘是一个伟大的进步。因此，本文就从无人机遥感系统与数据处理流程，以及在水利工程上具体性的应用进行探讨和分析，为我国水利设施建设奠定坚实的基础。
关键词：低空无人机遥感;水利工程;测绘
引言：今后将是水利事业发展的重要时期，低空无人机遥感作为促进数字水利建设发展的新技术，在水利工程勘测、设计、施工、竣工验收及运行等多个环节中发挥着至关重要的作用。但是，常规航空摄影测量受制于空域申请、天气、费用等，影响了工程进度。在短距离带状、小范围水利工程中，无人机低空遥感以其灵活性大、数据现势性强、影像分辨率高等特点，不仅减轻了外业工作人员的工作量，而且对于保证安全生产、提高生产效率及降低水利工程建设成本等方面发挥出了独特的技术优势。
1无人机遥感系统与数据处理流程
1.1无人机飞行平台
无人机遥感指的就是一种没有驾驶人员操控的飞行器，它仅仅是一个飞行平台，主要是通过无线遥感设备控制，在上面搭载着高分辨率的数码相机，同时，借助无线通信技术和卫星导航技术等，获取重要的数据图像信息。在本次试验中，采用的无人机系统就是KC1600电动型固定翼无人机，搭载相机是SONYA7R，主要借助地面控制系统实现航线规划和监控。
1.2非量测相机
无人机遥感系统自身也有一定的限制性，所以，它只能采用普通的数码相机，而这种普通的相机同专业相机之间的区别如下，第一，相机内方位元素不确定，稳定性不佳；第二，镜头易出现畸形情况，导致精确度较低；第三，相机本身与镜头之间的粘连度不够，运输过程中易发生颠簸情况等。所以，为了保障测量的稳定性和精确性，对普通相机和专业性的相机进行比较和分析。
2低空无人机遥感的优点
2．1机动性好，组装时间短
低空无人机遥感和卫星、航天飞机等传统测量飞行器相比，其体积更小、更加灵活。在具体应用中，可以通过机动车来运输到工作点，而且对起飞的要求也比较低，也不需要设置专用跑道，就多旋翼无人机而言，在起飞时只需要1㎡左右平地即可。同时无人机起落也比较方便，提高了低空无人机应用的适应性。低空无人机各部件的集成性越来越高，大大缩短了无人机组装的时间。
2．2反应迅速，效率高
针对突发事件，低空无人机遥感可以在极短时间内，进行大范围监测，其监测效率高达300km2/(d·台)，在应用前可以对无人机的飞行路线进行合理规划，同时在飞行中可以进行校对和修改，确保无人机可以按照设计标准进行应用。
2．3图像处理速度快，图像分辨率高
低空无人机遥感可实现图像的实时传输，在较短时间内，把高清图像传输到控制平台上。无人机拍摄的图像的分辨率高于目前我国卫星遥感拍摄的图形，可以实现4K高清摄像，进行1∶500以上比例尺的地图绘制。
3低空无人机遥感在水利工程测绘中的应用
3.1在水利工程地质勘查中的应用
低空无人机之所以可以被广泛应用在水利工程测绘中，主要原因水利工程的地质环境比较复杂，传统地质勘查方法和手段，则很难满足实际需求，也难以准确监测出工程地质中可能发生的滑坡、泥石流等地质灾害，而且水利工程地质结构非常复杂，仅仅凭借地面勘察法很难获得水利工程所在区域的地质、地形等情况。而无人机遥感具有操便捷、安全度高、成本低的优势，不但可以有效满足对地质条件的航拍需求，而且还能在一定时间内对水利工程地质条件进行动态分析和去哪买监测，从而全面掌握地质条件的主要发展趋势，并快速判断出水利工程中存在的不良地质现象，并协助水利工程测绘人员全面掌握地质情况，并根据目前地质发展情况，制定科学合理的防护对策。
3.2无人机影像快速拼接及像控测量
像控测量与传统航测在作业方法上有所不同，区别在于无人机影像像幅小、数量多，且大多是应急测绘，不适合利用冲印像片执行像控测量任务。另外，测区范围内特征点比较多，所以，航飞后进行像控测量，这些像控点均匀分布于测区，色彩鲜艳对比明显，在影像上很容易辨识。
获取的影像经快速质量检查，满足相应规范要求，经过畸变预处理后，根据每张影像对应的POS数据，实现测区影像的快速拼接。根据快拼影像检查航摄漏洞及设计像控点的布设方案，按照区域网布点，间隔4条基线布设一对像控点，为了保证精度，在区域网凸凹处增添像控点。像控点点位一般应布设在航向及旁向6片重叠范围内，困难地区不少于4片重叠。相邻子区域间必须有公共像控点。选取的像控点，其目标影像应清晰、易于判读，当目标与其他像片条件矛盾时，着重考虑目标条件。位于自由图边上的像控点应布设于图边外4mm。方案设计好后，在快拼影像上标注出要测的像控点，然后，导入到平板电脑上，利用导航软件规划线路，实现像控点的无纸化快速测量，极大减少了像控人员的外业工作量。三角形代表平高控制点，五角星代表检查点，共实测了26个点，且控制点和检查点的平面和高程精度均优于5cm，分布图。
3.3空中三角测量
空中三角测量也称空三加密，是利用摄影测量解析法确定区域内所有影像的外方位元素。空中三角测量是影像后期处理的关键步骤，它利用少量地面控制点来计算一个测区中所有影像的外方位元素和所有加密点的地面坐标。本项目采用INPHO软件的MATCH－AT模块进行空三加密。因本次飞行所用相机存在较大镜头畸变，为保证后续生产的精度，在进行空中三角测量之前，根据给定的参数对原始影像进行畸变矫正。空中三角测量需要准备的数据有畸变矫正后的影像、POS数据、相机参数文件、控制点文件等。软件根据POS数据对航线进行排序，经过影像金字塔创建、连接点自动匹配、粗差剔除后，手动加入测量控制点，进行解算，再根据连接点及控制点的误差，调整其点位，最后进行区域网平差计算。经过区域网平差计算，基本定向点的平面中误差为0.084m，高程中误差为0.114m;检查点的平面中误差为0.102m，高程中误差为0.143m;加密精度达到《CH/Z3003－2010低空数字航空摄影测量内业规范》中精度指标要求，可提供给下一道工序生产。提供的空中三角测量成果有影像的外方位元素、内方位元素、加密点坐标以及相机参数等。
3.4DLG、DEM、DOM制作与精度分析
立体测图在全数字摄影测量工作站中，导入了空三的测量精算成果，经过定向的、核线采集工作之后，按照国家地图符号的相关规范和规定，综合性的取舍地物地貌数据。同时，为了检查测图的精度，在本次试验中，采用了野外的RTK实测25个无投影差地物特征点。如水泥地、斑马线等。当然，由于此次试验全程要求进行实测，所以，在高程的精度上并没有做出任何评定，经过实验分析，在平面精度1:1000的地形图中，虽然高程没有做任何要求，但是，最终结果表明，低空无人机遥感仅适用于比例尺较大、小范围区域的航拍。
结语：无人机遥感技术的应用和发展，为我国水利工程测绘工作带来了全新的思路，合理应用此项技术，可大幅度提升水利工程测绘的效率和准确性。比较符合目前我国水利工程事业发展相关标准和规范的要求，具有非常广大的应用前景。
参考文献：
[1]杨培凤．基于无人机遥感在水利工程测绘中的应用［J］．黑龙江水利科技，2017(12)．
[2]王青山.简述无人机在遥感技术中的应用[J].测绘与空间地理信息，2010，15（03）：168.