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摘要:水利水电工程项目的结构复杂、所处环境恶劣,工程建设难度系数高,为确保项目的顺利实施,往往对于工程测量有着极为严苛的标准。无人机因为兼具高灵活性、高精度和高效率等多重优势,在越来越多的水利水电工程测量中都得到了有效的应用,所得到的测量数据可作为工程结构设计和优化的参考。基于此,本文详细分析了关于水利水电工程项目中的无人机技术测量,有利于发挥无人机技术在测量方面的优势。
关键词:水利水电工程;无人机技术;测量;应用
工程测量是水利水电工程项目实施中的一个关键步骤,只有在精准测量基础上,工程企业才能够详细了解关于工程现场的各种信息,进而在这些测量信息基础下开展对应的工程设计。因为水利水电工程所处区域的环境条件复杂,在开展测量工作时的技术难度较高,传统的人工测量往往存在低效率、低精度的问题,给正常的工程建设造成了诸多阻碍。而信息技术日渐发展的今天,无人机技术发展迅猛,无人机测量的应用,可大大提升水利水电工程的建设水平。
1无人机技术的基础概述
从概念上讲,无人机指的就是无人驾驶的飞机,从技术原理来看,通过无线电遥控设备、系统程序,就可以对无人机的飞行状态加以全面操控。在技术不断发展的今天,无人机被应用在了越来越多的领域,市场上的无人机种类也明显增多。
1.1工作原理
无人机的体积相对较小,结构紧凑,包含有机体、飞行控制系统、数据链系统、发射回收系统、电源系统,在无人机飞行测量的过程中,飞行控制系统承担着关键的控制功能,可负责的是操控任务,而数据链系统则负责遥控指令的传送,这一功能使得在无人机的运行中,控制人員与无人机之间的信息传输更为高效和便捷,保持二者之间的实时通信;发射回收系统的存在,可使得无人机在执行测量任务时,可按照设计规定飞抵其标准高度并保障其可以顺利返回。
1.2特点
当下的无人机中融合了越来越多的技术,使得无人机测量表现出了传统测量技术所难以比拟的优势,主要表现在以下方面:
1.2.1数据结果准确度
利用无人机开展相应的测量工作时,所获得的测量数据准确的较高,就当下我国关于无人机技术的应用情况,在军用领域的积累了丰富的经验,而在民用领域虽然也有着一定的应用成效和经验,但更多地以低空飞行为主,高度保持在50~1000m之间,在针对地形地貌图形的测量时,因为为近景测量,也就可有效保障测量准确度。
1.2.2机动性强、效率高、速度快
在利用无人机开展相应的测量工作时,无人机的飞行高度较小,这一飞行特点使得在无人机的飞行过程中,不受传统飞行器航空管制的约束,且气候因素对无人机飞行的干扰也相对较小,完全可保持全天候的飞行状态,测量表现出极高的机动性、速度快和效率高的特点,与传统的飞行器相比,无人机的运行成本偏低。
1.2.3安全性强、灵活度高
无人机测量也表现出传统技术所无法比拟的高安全性和灵活性,因为在利用无人机开展相应的测量任务时,对于起降场地并没有严格的规定,具有极高的环境适应性,整体的操作相对便捷,参与无人机操作的人员只需要经过短期的培训就可直接上手,整个无人机的飞行相对安全,可减少安全事故。
2无人机测量技术在水利水电工程中的运用分析
2.1航线规划
在利用无人机对水利工程开展相应的测量工作时,为获得完整、准确的测绘结果,关键是要根据水利工程施工场地内的具体环境,来进行对应的航线规划,航线规划方案是否合理,将直接影响后续无人机设备的飞行效率、测量覆盖范围的全面性与测量信息采集的准确性。在利用无人机实行拍摄时,并非全部的项目都只需要使用一架无人机就可完成测量工作,对于一些规模较大的项目而言,往往需配置多架无人机,经由不同无人机的相互配合,就可在规定的时间内完成对应的测量任务。为做到测量工作的高效率、低成本的开展,需保障航线规划的合理性,尽可能使得飞行距离被控制在最短水平,同时所配置使用的无人机架数也达到最少。
2.2采集和处理倾斜影像
利用无人机开展相应的测量任务时,关键是要进行倾斜影像的采集,在无人机航行方向的确定之前,一般要安排专人来对目标测量区域的现场基本情况加以调研,结合无人机的性能水平和各方面指标,来决定无人机具体的飞行时间段、轨迹方向,只有在这些基础上,外业测量任务才能够高效完成。无人机航拍阶段,因为能够做到以较多的角度进行拍摄,也就可按照前期所确定的摄像控制点以及加密点坐标,实施智能化、动态化、标准化的拍摄,以获得更加完整的倾斜影像信息。在对采集到的信息数据实行预处理之前,相应的测量人员要确保全部的数据都要在目标测区内取得,将最终获得的倾斜影像投影在虚拟影像之中。
2.3地面GPS同步观测
为取得科学的测量结果,重点是要在被测区域内实施地面GPS的设置,即在测区范围内要合理进行GPS接收设备的安装,使得在测量工作的开展时,这些GPS接收设备可做到同步实行GPS观测,在获得相应的测量结果以后,再进行GPS解译计算,根据计算结果判定其是否可以满足测量的精度标准。GPS观测站点建设完毕之后,为达到对地面GPS的同步观测,需注意以下方面:GPS接收设备可选用双频仪器,尽可能使用精度较高的设备,且数据收集时的频率为每秒一次;在观测过程中要保障电源供应的充足性,以避免在观测时出现突然断电的情况;无人机飞行作业实施之前,需保持至少8min的同步初始化测量。
2.4数据格式的转变
为提高测量结果准确性和应用价值,在测量工作的进行中,也需加强数据格式的转变处理。就当下我国的技术发展现状来看,无人机测量结果的加密方面,主要利用的是航天远景DATMatrix2.0软件,以此能够构建更加系统且规范性的立体模型,进而形成标准的patb 格式的空三结果。
2.5POS数据质量把控
在获得了对应的测量信息以后,有关工作人员要立即进行地面基站GPS数据的核查,如果发现数据存在异常,就需要立即进行相应的处理。当然,POS数据质量把控工作中,同样也要进行数据失锁情况的判断,如果存在失锁问题,就需要立即将失锁的具体时间阶段、分布范围加以详细记录下来,并合理判断有否必要进行补充拍摄。
结束语:
水利水电工程中的测量工作开展中,无人机测量属于一种十分重要的技术,但为发挥这一技术的内在优势与作用,在实际测量工作中要加强全程的技术与质量管控,以确保测量任务的高质、高效处理,并保障无人机测量结果的可靠性、准确性。
参考文献
[1]付平.水利水电工程中无人机航测成图的应用[J].工程建设与设计,2020,438(16):263-264.
[2]刘艳山.无人机低空数字摄影测量技术在丘陵、山区水利水电工程勘察设计中应用探析[J].资源信息与工程,2018,033(003):126-127.
[3]刘芳,周毅,曾艳菲,陈峰,赵国庆.无人机倾斜摄影在水利水电工程移民实物调查中的应用[J].遥感信息,2020,35(06):56-61.
关键词:水利水电工程;无人机技术;测量;应用
工程测量是水利水电工程项目实施中的一个关键步骤,只有在精准测量基础上,工程企业才能够详细了解关于工程现场的各种信息,进而在这些测量信息基础下开展对应的工程设计。因为水利水电工程所处区域的环境条件复杂,在开展测量工作时的技术难度较高,传统的人工测量往往存在低效率、低精度的问题,给正常的工程建设造成了诸多阻碍。而信息技术日渐发展的今天,无人机技术发展迅猛,无人机测量的应用,可大大提升水利水电工程的建设水平。
1无人机技术的基础概述
从概念上讲,无人机指的就是无人驾驶的飞机,从技术原理来看,通过无线电遥控设备、系统程序,就可以对无人机的飞行状态加以全面操控。在技术不断发展的今天,无人机被应用在了越来越多的领域,市场上的无人机种类也明显增多。
1.1工作原理
无人机的体积相对较小,结构紧凑,包含有机体、飞行控制系统、数据链系统、发射回收系统、电源系统,在无人机飞行测量的过程中,飞行控制系统承担着关键的控制功能,可负责的是操控任务,而数据链系统则负责遥控指令的传送,这一功能使得在无人机的运行中,控制人員与无人机之间的信息传输更为高效和便捷,保持二者之间的实时通信;发射回收系统的存在,可使得无人机在执行测量任务时,可按照设计规定飞抵其标准高度并保障其可以顺利返回。
1.2特点
当下的无人机中融合了越来越多的技术,使得无人机测量表现出了传统测量技术所难以比拟的优势,主要表现在以下方面:
1.2.1数据结果准确度
利用无人机开展相应的测量工作时,所获得的测量数据准确的较高,就当下我国关于无人机技术的应用情况,在军用领域的积累了丰富的经验,而在民用领域虽然也有着一定的应用成效和经验,但更多地以低空飞行为主,高度保持在50~1000m之间,在针对地形地貌图形的测量时,因为为近景测量,也就可有效保障测量准确度。
1.2.2机动性强、效率高、速度快
在利用无人机开展相应的测量工作时,无人机的飞行高度较小,这一飞行特点使得在无人机的飞行过程中,不受传统飞行器航空管制的约束,且气候因素对无人机飞行的干扰也相对较小,完全可保持全天候的飞行状态,测量表现出极高的机动性、速度快和效率高的特点,与传统的飞行器相比,无人机的运行成本偏低。
1.2.3安全性强、灵活度高
无人机测量也表现出传统技术所无法比拟的高安全性和灵活性,因为在利用无人机开展相应的测量任务时,对于起降场地并没有严格的规定,具有极高的环境适应性,整体的操作相对便捷,参与无人机操作的人员只需要经过短期的培训就可直接上手,整个无人机的飞行相对安全,可减少安全事故。
2无人机测量技术在水利水电工程中的运用分析
2.1航线规划
在利用无人机对水利工程开展相应的测量工作时,为获得完整、准确的测绘结果,关键是要根据水利工程施工场地内的具体环境,来进行对应的航线规划,航线规划方案是否合理,将直接影响后续无人机设备的飞行效率、测量覆盖范围的全面性与测量信息采集的准确性。在利用无人机实行拍摄时,并非全部的项目都只需要使用一架无人机就可完成测量工作,对于一些规模较大的项目而言,往往需配置多架无人机,经由不同无人机的相互配合,就可在规定的时间内完成对应的测量任务。为做到测量工作的高效率、低成本的开展,需保障航线规划的合理性,尽可能使得飞行距离被控制在最短水平,同时所配置使用的无人机架数也达到最少。
2.2采集和处理倾斜影像
利用无人机开展相应的测量任务时,关键是要进行倾斜影像的采集,在无人机航行方向的确定之前,一般要安排专人来对目标测量区域的现场基本情况加以调研,结合无人机的性能水平和各方面指标,来决定无人机具体的飞行时间段、轨迹方向,只有在这些基础上,外业测量任务才能够高效完成。无人机航拍阶段,因为能够做到以较多的角度进行拍摄,也就可按照前期所确定的摄像控制点以及加密点坐标,实施智能化、动态化、标准化的拍摄,以获得更加完整的倾斜影像信息。在对采集到的信息数据实行预处理之前,相应的测量人员要确保全部的数据都要在目标测区内取得,将最终获得的倾斜影像投影在虚拟影像之中。
2.3地面GPS同步观测
为取得科学的测量结果,重点是要在被测区域内实施地面GPS的设置,即在测区范围内要合理进行GPS接收设备的安装,使得在测量工作的开展时,这些GPS接收设备可做到同步实行GPS观测,在获得相应的测量结果以后,再进行GPS解译计算,根据计算结果判定其是否可以满足测量的精度标准。GPS观测站点建设完毕之后,为达到对地面GPS的同步观测,需注意以下方面:GPS接收设备可选用双频仪器,尽可能使用精度较高的设备,且数据收集时的频率为每秒一次;在观测过程中要保障电源供应的充足性,以避免在观测时出现突然断电的情况;无人机飞行作业实施之前,需保持至少8min的同步初始化测量。
2.4数据格式的转变
为提高测量结果准确性和应用价值,在测量工作的进行中,也需加强数据格式的转变处理。就当下我国的技术发展现状来看,无人机测量结果的加密方面,主要利用的是航天远景DATMatrix2.0软件,以此能够构建更加系统且规范性的立体模型,进而形成标准的patb 格式的空三结果。
2.5POS数据质量把控
在获得了对应的测量信息以后,有关工作人员要立即进行地面基站GPS数据的核查,如果发现数据存在异常,就需要立即进行相应的处理。当然,POS数据质量把控工作中,同样也要进行数据失锁情况的判断,如果存在失锁问题,就需要立即将失锁的具体时间阶段、分布范围加以详细记录下来,并合理判断有否必要进行补充拍摄。
结束语:
水利水电工程中的测量工作开展中,无人机测量属于一种十分重要的技术,但为发挥这一技术的内在优势与作用,在实际测量工作中要加强全程的技术与质量管控,以确保测量任务的高质、高效处理,并保障无人机测量结果的可靠性、准确性。
参考文献
[1]付平.水利水电工程中无人机航测成图的应用[J].工程建设与设计,2020,438(16):263-264.
[2]刘艳山.无人机低空数字摄影测量技术在丘陵、山区水利水电工程勘察设计中应用探析[J].资源信息与工程,2018,033(003):126-127.
[3]刘芳,周毅,曾艳菲,陈峰,赵国庆.无人机倾斜摄影在水利水电工程移民实物调查中的应用[J].遥感信息,2020,35(06):56-61.