试论无人机航空摄影测量技术在电力工程测量中的应用

试论无人机航空摄影测量技术在电力工程测量中的应用

方忠平

珠海华成电力设计院股份有限公司珠海519000

摘要：随着测量技术水平的不断提高，电力工程测量工作也开始使用无人机航空摄影测量技术。因此，文章就此对无人机航空摄影测量系统的构成进行了分析，并探讨了其具有的特点，最后研究了无人机航空摄影测量技术在电力工程中的具体应用，希望为将来的电力工程测量工作提供一些帮助。

关键词：无人机；航空摄影；测量技术；电力工程测量；应用

前言

无人机航空摄影测量技术作为一种先进的测量技术，其能够弥补传统测量技术中存在的漏洞，并尽可能地将测量过程简化，降低测量工作人员的工作难度，并提高了测量技术的精准度和效益。因此，将无人机航空摄影测量技术应用到电力工程测量中来，能够有效提高电力工程测量的效率，从而促进经济效益的提高。

1无人机航空摄影测量技术在电力工程测量中的概念

伴随着我国科学技术的不断提升，工程测量技术也得到较快的发展，而无人机航空摄影测量技术就是将遥感技术应用到工程测量中的一种新型的测量技术，其得到了研究工作人员的广泛关注。无人机航空摄影测量技术的基本工作原理就是使用无人驾驶的飞机来获得地面的影像资料，为什么无人机可以获得地面影像资料主要是因为内部安装了有机载计算机控制系统，人们利用无线遥感设备操控无人机，就能够保证无人机在飞行流程中获得地面的影响资料，工作人员需要将获得的影像资料利用测量技术加工处置，从而转变为数字地图，就能够进行详细的测量。值得关注的，使用无人机航空摄影测量技术的同时，操作无人机尽可能保证低空飞行，这样拍摄画面更加清楚，帮助工作人员进行测量工作，将测量的精准程度提高。无人机航空摄影测量技术的优势主要包含不需要人力进行飞机的驾驶，工作较为安全，操作便利，测量精度和效率较高。

2电力工程中无人机遥感摄影测量系统的组成

2.1无人机

电力工程测量中使用的无人机是通过中国航空集团单位和其他单位联合开发生产出来的。无人机体型灵活小巧，空中飞行重点是依靠计算机进行控制。空中工作当中的无人机，工作基本参数主要如下：巡航空速要超过1小时100公里；空中最高的飞行高度要大于3600米，最大的承载力4kg；在空中飞行的最长时间一般为60分钟；天空飞行的过程中，无人机的空分离大约为13m/s；无阻力起飞滑跑长度为60米；下降的过程中无阻力滑跑距离要不大于160米；和地面通讯距离一般是15公里。

2.2数码摄影器材

目前我国在无人机当中使用的数码摄影器材是EOS450DMarkⅡ36*24毫米佳能相机，这个相机的畸变数值为k1=1.856600e－005，k2=－2.777889－006。同时我们在无人机摄影当中利用的摄像机的图像处理数值的宽度为4272mm，长度为2848mm。

无人机航摄测量系统主要由无人机飞行平台、高分辨率数码传感器、定位与自动驾驶系统及航测数据处理系统等四个部分组成。图1是无人机低空摄影测量的平台框图和运营系统结构图。

图1无人机低空摄影测量的平台框图和运营系统结构图

3航空摄影测量的特征

无人机航空摄影测量主要是在影像上进行解译与量测，其是在室内进行的工作。因此，其一般不会受到地理和气候等因素的影响。航空摄影测量所摄影像是真实反映或客观物体，形象非常直观且信息量丰富，我们可以得到所要研究物体的许多物理信息和几何信息。航空摄影测量可以拍摄出物体在瞬间的影像，这种测量方法是常规方法做不到的。另外它也适合大范围的地形测绘，有着效率高和成图快的优点，同时在摄影影像时有着较好的时相性，产品形式比较丰富，能够生产数字高程模型、数字线划图以及数字正射影像等。

4无人机低空摄影测量在电力行业中的应用

4.1数据收集及处理

4.1.1获取数据

现以某地风电场航空摄影项目为例，其作业过程中采用无人机航拍，相对航拍高度为900米，实际成图比例为1：2000，此次航拍共派出六个航拍机。

4.1.2数据情况

经过一系列的预处理工作，格式转换、畸形纠正，总共获取有效航片的数量为1813张，航片的色彩清晰、均匀，颜色饱和，没有刮痕，层次丰富。

4.1.3外业控制测量与调绘

在正式的进行调绘工作前，需要进行定量处理，对于粗略的POS数据进行空三加密的方式，再通过无缝镶嵌的技术，生成大幅的面影像，最后将影像冲洗出来，供外业控制调绘和测量时使用。

4.1.4基础控制测量

本次的航拍测量采用了GPS技术进行标准的精度测量，总共收集到了7个已知点，埋设了49个基础的控制点。在野外进行调绘是一般采取综合判读的调绘法，先在室内进行判读调绘，然后再到野外定性、调查和检核，最后在室内进行整体描绘，为了能够对外业现场进行核实，需要制作以正射影像图为标准，将影像打印出来，图片上需要标出明显的地标建筑，调绘只能够对数量和性质进行说明，形状和位置应该以内业的立体模型为主。调绘的内容包括地理名称、土质、植被、地貌、管线、交通信号以及居民地的设备等。

4.2空三加密及地形图测绘

4.2.1空三加密

采用全数字平台作业，由空三加密的测量工作站完成，需经过控制点转刺、自动生成连接点、内定向、影像输入、区域网平差等过程。这个项目需要进行两个加密区的作业，使得空三精度能够提高，为了能够满足标准的规范要求，最后输出空三测量结果。

4.2.2地形图测绘及修测

首先，对于立体模型中的数据采集，可以通过空三的成果恢复立体模型，对地标建筑物的采集按照编码进行分成，采集区域内要保证居民的和独立的地标建筑较少，要考虑到道路和地貌的因素；

其次，图形编辑。作业平台的符号库、线型和比例尺的设置，能够将采集到的图形转化为CAD的数据，然后再将地形图转化成文件的形式，最后再通过调绘片检测地标建筑物的遗漏；

最后，地形图修测。在发现测量平台精度不符合标准时，对于内业数据的修测可以利用外业的数据。被利用的外业数据不能再对图形中的检查点进行检查。

4.2.3DEM、DOM产品生产

对于立体数据的采集的精度取决于地图的精度，当图片中插入DEM时，会使图片的精度降低。DOM可以由数字高程模型和内外方位元素构成DEM，对于影像的重新采集可以运用微分纠正软件，对于测量数据的不真实，可以通过纠正因飞机倾斜、地面起伏而造成的失误，可将中心投影的形式转换为垂直投影，最终可得到单张的正射影像的相片，通过检查编辑、裁切、镶嵌、匀光、调色等步骤，使得单片正射影像生成区域正射影像图。

结束语

随着我国经济的快速发展和科学技术的不断进步，无人机航空摄影测量技术已经发展的较为成熟，而利用无人机巡检电力系统线路，不仅能够有效降低工作人员在巡检过程中出现的故障率，也有效地降低了电力企业的成本预算，还提高了电力巡检工作的效率。目前国家电网和南方电网相关部门正在着力推进无人机班组建设、完善各类保障支撑体系，为无人机在电力行业的广泛应用做好全面准备工作，无人机将迎来全面推广应用的新阶段。

参考文献：

[1]罗琼.无人机航空摄影测量技术在电力工程测量中的应用分析[J].通讯世界，2016，（23）：179-180.

作者简介：姓名：方忠平，教育背景：2002～2006年，长安大学测绘工程地理信息系统专业，现单位：珠海华成电力设计院股份有限公司，职务：测量主任工程师，研究方向：无人机航测，工程测量