无人机低空遥感测绘技术可以高效率的完成风电场选址测绘及电力选...
李生平
[摘 要]无人机低空摄影测量技术凭借着其明显的技术优势，被越来越多地应用到工程建筑、项目规划等领域。进入到二十一世纪以来，社会繁荣发展、经济持续增长，相应的对于各类基础服务设施规划建设领域的关注和投入也越来越多。譬如电力工程，这是一项直接关乎着社会发展、经济建设、人们生活保障的国计民生的大事业。在传统的电力工程人工勘测中，存在着效率低、成本高、准确率得不到保证等问题，而低空无人机与全数字航测路径优化技术的出现与应用，相比较之下不仅效率高、灵活机动，更重要的是经济性好、勘测的准确度更高。尤其是对于山区山林以及中小面积区域的电力线路测量工作中，无论是设计水平还是综合效益，均可得到最大保障。基于此，本文对山区电力线路工程测量工作中使用到的低空无人机及其航空摄影技术的路径优化，简要探究，旨在提高电力工程线路勘测设计工作效率，最大限度降低劳动强度，以此来满足 电力工程建设精细化、智能化等需求。
[关键词]电力工程； 低空无人机； 全数字航测技术
中图分类号：TM533 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）31-0305-01
1、概述
傳统航空摄影主要是借助和利用大中型飞机搭载专业的测量相机来进行航拍。从多年的应用实践与发展来看，基本可以满足一些大小工程项目的施工规划以及设计阶段的具体需求。传统航空摄影技术固有的优势是，获取画面大、提取的影像数据清晰度高。但是，传统的一套航空摄影测量技术一般都需要专用的机场和经过空管审批。在这种局面下，再加上工程勘测作业周期长、受天气状况影响大、耗费高等，总体来看还是费财费时费力。特别是对于山区地区和小面积勘测，更难以满足现实要求。
无人机技术的发展与推广应用，基本可以很好的解决上述一系列弊端和不足。在无人机低空摄影测量技术运用之下，可以满足1：1000 - 1：2000 地形图测绘的各项基本需求。包括在电力巡线、风电场选址等工程勘测中，效果突出。通过使用无人机低空摄影航拍技术，一般可获取到沿线2km 范围内的航测数据。
2、无人机航空摄影的工程应用与设计
通常情况下，可分为四个阶段。即前期准备阶段、像控测量阶段、航拍阶段、内业数据处理阶段。
对于第一阶段，也就是前期准备。该部分需要特别留意的是，需根据项目的要求来确定相机和无人机的类型。譬如，本次勘测的电力工程位于山间地区，这就需要小型的无人机及其相关辅助设备。基于此，工作管理人员和技术人员需要收集资料并进行现场踏勘，以此来规划后续的航线。对于第二阶段，即像控测量。在这一环节需要重点把控两点， 分别是像控点的分布设计、野外像控点的测量。关于其布设与量测，主要是针对电力工程勘测区域内部分不易被查找的局部区域。传统的一套航拍模式及技术，很难找到足够数量的明显点，并无法足确保找寻出的这些特征点的分布均匀度，这也是新低空航拍技术需要优化线路的关键。第三阶段，进入 到航拍阶段。该环节主要涵盖三个方面，第一是检查无人机，第二是无人机的低空摄影过程，第三是现场检查相片的质量。最后阶段，即对收集和获取到的各项数据进行处理。第一是影像畸变校正，第二是空三加密，第三是DEM/DOM制作，第四是平断面图的绘制。
3、低空无人机和全数字航测路径优化技术实践应用 -- 以沿海山区某电厂为例
3.1 项目简介
该项目为输电线路项目，电压等级为500kV ，线路总的长度为48km 。在整个沿途区域内，除了需要跨越高速公路和铁路、农田之外，还包括有池塘、河流、平地、丘陵等。该电力工程的勘测工作，计划是拍摄获取线路沿边左右两侧各1km 内的影像数据。
3.2 无人机航空摄影及航测内外业
如上所述，首先是航带设计与航空摄影。该电力线路工程项目位于沿海一带，地理地势以山区、丘陵为主，再者就是一些池塘、稻田等。综合考虑到这一点，故此次航测技术的设计中需要对部分区域进行适当加宽，尽可能实现加密分区接边点选定的科学性。该项目共航飞8个架次，获取到影像1800多片，且超过95% 的像片的倾角小于5℃ 。需要特别注意的是，航拍过程中航线的弯曲度与像片的旋偏角需要与规定要求符合。
再者就是外业控制测量与调绘。由于该勘测工程为输电线路工程，因此，在调绘像片的时候，数据的准确性是最关键、最重要的。对相关的影响因素全面考虑进来。如线路路径走向、河流、道路、通讯线、电力线等地貌和地物特征。然后就是空三数据的处理与导出。上述已经阐明过了，共航飞8个架次，即将区域分为8个航摄区。以此来依据，建立多个作业项目对应相应目录，并保存相关的作业数据。在软件的使用上，该工程测量采用的是HelavaDPS 二次开发软件系统，将处理过后的空三数据文件生成sup文件。
3.3 航线路径优化
①利用选取好的软件系统将收集和拍摄到的各影像片数据信息转化为数字高程模型DEM，以ASCII文件的形式来保存，然后再借助电子模板软件优化排位。该环节需要重点强化的是，实时排位电子模板，以此来最大程度的确保杆塔与工程规范要求一致。如此以来，首先便解决了地面具备立塔的条件这一技术难题。然后即可加入交叉的跨越信息，将各拍摄区域的各项数据、参数及其自动处理整理出来的结果实时显示出来。最终有助于强化对规划塔型下路径的准确判断，使得路径调整更加便捷、及时。②路径的调整与展绘。上述保障做好之后，极大便利了后续的路径调整。此次使用的是HelavaDPS测量系统来处理数据，并实时生成立体场景，更加方便了线路路径的优化。此环节推进中，也就是从立体场景生成环节开始，选线工作人员需要在全数字影像地形图上来展绘出初步的设计路径。借助于更加直观的3D立体场景，更加全局性的观测出测量系统模型的地貌、地物。当然，在模块测量这一阶段，笔者以为，工作技术人员需要具体结合影响线路的地物实际来进行，包括像通讯线、建筑物、电力线等，均需要将各项参数记录下来。如地物到路径的距离、地貌坡度等。③ 成果输出优化。中前期的准备与设计工作、选线工作全部完成之后，则进入到了最终环节。此时，需要将成果、路径等存储并导出。具体可将各参数数据转化为dwg 的格式，这样更加方便后期的使用和调取。
参考文献
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