无人机在水质检测中的应用论文

无人机在水利工程测量中的应用分析

无人机的应用，均可以实现对工程建设和管理的低空遥感，完成对工程的快速测绘及信息监测。 那么无人机在水利工程测量中的应用是怎样的?

众所周知，水利工程是重要的基础设施工程，对于促进经济发展和社会进步具有重要意义。现阶段，随着科技的发展，水利工程的建设也日趋现代化。尤其是在水利工程测量方面，现代科技的应用，极大地提高了工程测量的效率和质量。尤其是无人机的使用，凭借自身的机动灵活性，快速获取数据，贡献巨大。本文主要探讨了无人机在水利工程测量中的应用。

我国有面积广阔的季风气候区，海陆热力性质的巨大差异，形成了我国降水时空分布的不均匀性，旱涝灾害频发。随着我国水利基础设施的完善，水利信息化水平的不断提高，结合了先进的空间技术、通信技术等先进技术的信息化测绘技术在水利工程测量的实践中应用日趋广泛，为水利工程的设计和施工提供了精确、直观的数据分析，提高了工程决策的科学性。近年来，随着无人机的使用，起降方式机动灵活，自主飞行，低空循迹，快速获得数据资料，尤其是无人机中的相关设备，能够对于航空影像和工程数据进行收集，有利于三维模型的构建，为工程的科学决策奠定了基础。

一、无人机在水利工程中的应用

(一)无人机在水利工程中的应用范围

在水利工程行业内，工程建设与管理与工程建设环境评价和安全监测息息相关，而无人机的应用，均可以实现对工程建设和管理的低空遥感，完成对工程的快速测绘及信息监测。由于 工程监测具有数据分辨率高、实施快速的特点，而无人机的监测也具有灵活性强，分辨率高的优点，再配合以先进的空间信息技术和GPS技术，能够为水利工程的建设和科学决策提供科学的数据基础。

(二)无人机在水利工程中的应用分析

1.无人机在水利工程测绘中的具体应用

普通航空摄影也可以用于工程测绘，但是由于缺乏灵活性，对于云下图像的获取难度也很大，卫星遥感时效性不高，分辨率低，为此，在水利工程的测绘实践中，往往需要重复测绘，工作效率不高。随着无人机的使用，在机体上荷载数据遥感设备，借助于遥感数据处理系统，并与3S技术有机结合，能够对目标进行有效的观测和数据处理。通过无人机技术的使用，可以实现对目标的实时数据收集和快速处理。另一方面，通过无人机技术的使用，无人机遥感图像技术能够将不同时段的监测图像进行假彩色合成，从而对工程不同区域内水域的状况进行分析，为科学决策提供有效信息。

2.无人机在水利工动态监测和水域环境监测中的具体应用

我国水资源储量丰富，流域众多，河流面积广，对经济发展产生了重要影响。通过无人机技术的使用，能够实现对水域变化的动态监测，掌握基本的.水域基础数据，为水域的调查和统计奠定基础，并逐步实现水域管理的信息化，为水利管理的现代化铺平道路[1]。

3.无人机在水利工程水土保持中的具体应用

随着经济的发展，在各种因素的共同作用下，我国水土流失的问题日趋严重，甚至成为了最主要的环境问题之一。尤其是水利工程的建设，对流域内水土流失情况进行统计，人工处理方法费时费力，准确性不高。随着无人机技术的应用，根据土壤侵蚀定量来对水土保持进行研究。通过获取的遥感图像，能够对水土流失问题进行分析，并制定合理的改善策略，确保水利工程的可持续发展。

二、无人机在水利工程测量中的有效运用

(一)概述

无人机技术在水利工程测量中的具体应用，主要涉及无人机低空摄影测量系统，测量系统要想正常发挥功能，就必须保证飞行平台、飞行导航与控制系统、数码摄像设备、数据传输、地面监控、发射与回收、地面保障设备等系统均处于正常工作状态[2]。

无人机低空摄影测量系统有着广泛的实践应用，尤其是在土地利用动态监测、地质灾害勘察、矿产资源勘探、海洋资源勘察、环境监测等方面，无人机技术有着重要的应用。值得一提的是，无人机在水利工程测量中也有着广泛的应用。在应用过程中，需要根据地面分辨率、航摄范围、时间、航线布设及影像重叠度等进行设计，确保应用效果[3]。

(二)作业方案

本文以某水利工程的测绘工作为例，对无人机技术在水利工程测量中的应用方案进行了探讨。在本次测绘任务中，无人机低空摄影测量系统在设计测绘任务时，将其划分成7个架次。在测绘过程中，平面控制网布设了四等GPS网，GPS标石点共埋设了24个，并需要对3个国家三角点进行联测。关于高程控制，本次测绘工作所采用的是四、五等集合水准测量测量成果。关于像控点，区域网布设方案是非常适合本次测量工作实践的设计方案，航向相邻两个像控点之间的跨度控制在8-12条基线之间。为了保证测绘工作顺利开展，像控点的位置也至关重要，为此，一般选择在航向及旁向六片或五片的重叠范围内。在实际测量工作中，通过GPS-RTK方式对像控点进行联测，确定其三维坐标。数据采集的条件为固定解状态HRMS和VRMS均不高于[4]，并以两次测量值的平均值作为最终测量结果。

在本次的航空摄影中，无人机航空摄影分别实施了7个架次，航摄仪型号为Canon 5D Mark II，最终确定的地面分辨率为17cm，地面数据采集采用的是VirtuoZo NT ，并借助软件形成最终的测绘图，输出结果，具体的工作流程如下图1所示。

(三)具体实施的相关内容

无人机在水利工程测量的具体应用过程中，主要对工程进行了低空摄影测量、空中三角测量。关于低空摄影测量，采用Canon 5D Mark II航摄仪对水利工程进行测量，累计航线36条，拍摄照片3383张。拍摄焦距，绝对高度1200米，基线距离190m，航线距离 528m，平均分辨率为，航向重叠度为，旁向重叠度为。根据相关的统计，误差均符合相关要求，表明无人机航摄的质量均符合各项指标。关于空中三角测量，在VirtuoZo数字化摄影测量工作站下，对空中三角测量进行加密，加密软件为Inpho，为了保证工作效率，本次测量所采用的加密方法为分区加密。加密流程如2所示，空三加密点是由计算机自动匹配的[5]。在Inpho软件中，自带平差结算功能，能够对区域网平差进行计算，提高测量精度[6]。为了保证检测的精确度，需要改正航片畸变，设置信息文件和相机文件，做好像点匹配、航带连接和外业像控点的平差处理等工作，同时还要做好必要的质量检查工作。

结语：

随着我国经济的发展，科技的进步，越来越多的科技成果将被应用于实践。在水利工程作为我国重要的基础设施，是一项利国利民的工程，需要不断引入先进的科技成果，提高自身的建设质量。为此，将无人机应用于水利工程测量的实践中，在提高测量精度的同时，对于促进水利工程的可持续发展具有重要意义。是怎样的?

众所周知，水利工程是重要的基础设施工程，对于促进经济发展和社会进步具有重要意义。现阶段，随着科技的发展，水利工程的建设也日趋现代化。尤其是在水利工程测量方面，现代科技的应用，极大地提高了工程测量的效率和质量。尤其是无人机的使用，凭借自身的机动灵活性，快速获取数据，贡献巨大。本文主要探讨了无人机在水利工程测量中的应用。

我国有面积广阔的季风气候区，海陆热力性质的巨大差异，形成了我国降水时空分布的不均匀性，旱涝灾害频发。随着我国水利基础设施的完善，水利信息化水平的不断提高，结合了先进的空间技术、通信技术等先进技术的信息化测绘技术在水利工程测量的实践中应用日趋广泛，为水利工程的设计和施工提供了精确、直观的数据分析，提高了工程决策的科学性。近年来，随着无人机的使用，起降方式机动灵活，自主飞行，低空循迹，快速获得数据资料，尤其是无人机中的相关设备，能够对于航空影像和工程数据进行收集，有利于三维模型的构建，为工程的科学决策奠定了基础。

一、无人机在水利工程中的应用

(一)无人机在水利工程中的应用范围

在水利工程行业内，工程建设与管理与工程建设环境评价和安全监测息息相关，而无人机的应用，均可以实现对工程建设和管理的低空遥感，完成对工程的快速测绘及信息监测。由于 工程监测具有数据分辨率高、实施快速的特点，而无人机的监测也具有灵活性强，分辨率高的优点，再配合以先进的空间信息技术和GPS技术，能够为水利工程的建设和科学决策提供科学的数据基础。

(二)无人机在水利工程中的应用分析

1.无人机在水利工程测绘中的具体应用

普通航空摄影也可以用于工程测绘，但是由于缺乏灵活性，对于云下图像的获取难度也很大，卫星遥感时效性不高，分辨率低，为此，在水利工程的测绘实践中，往往需要重复测绘，工作效率不高。随着无人机的使用，在机体上荷载数据遥感设备，借助于遥感数据处理系统，并与3S技术有机结合，能够对目标进行有效的观测和数据处理。通过无人机技术的使用，可以实现对目标的实时数据收集和快速处理。另一方面，通过无人机技术的使用，无人机遥感图像技术能够将不同时段的监测图像进行假彩色合成，从而对工程不同区域内水域的状况进行分析，为科学决策提供有效信息。

2.无人机在水利工动态监测和水域环境监测中的具体应用

我国水资源储量丰富，流域众多，河流面积广，对经济发展产生了重要影响。通过无人机技术的使用，能够实现对水域变化的动态监测，掌握基本的水域基础数据，为水域的调查和统计奠定基础，并逐步实现水域管理的信息化，为水利管理的现代化铺平道路[1]。

3.无人机在水利工程水土保持中的具体应用

随着经济的发展，在各种因素的共同作用下，我国水土流失的问题日趋严重，甚至成为了最主要的环境问题之一。尤其是水利工程的建设，对流域内水土流失情况进行统计，人工处理方法费时费力，准确性不高。随着无人机技术的应用，根据土壤侵蚀定量来对水土保持进行研究。通过获取的遥感图像，能够对水土流失问题进行分析，并制定合理的改善策略，确保水利工程的可持续发展。

二、无人机在水利工程测量中的有效运用

(一)概述

无人机技术在水利工程测量中的具体应用，主要涉及无人机低空摄影测量系统，测量系统要想正常发挥功能，就必须保证飞行平台、飞行导航与控制系统、数码摄像设备、数据传输、地面监控、发射与回收、地面保障设备等系统均处于正常工作状态[2]。

无人机低空摄影测量系统有着广泛的实践应用，尤其是在土地利用动态监测、地质灾害勘察、矿产资源勘探、海洋资源勘察、环境监测等方面，无人机技术有着重要的应用。值得一提的是，无人机在水利工程测量中也有着广泛的应用。在应用过程中，需要根据地面分辨率、航摄范围、时间、航线布设及影像重叠度等进行设计，确保应用效果[3]。

(二)作业方案

本文以某水利工程的测绘工作为例，对无人机技术在水利工程测量中的应用方案进行了探讨。在本次测绘任务中，无人机低空摄影测量系统在设计测绘任务时，将其划分成7个架次。在测绘过程中，平面控制网布设了四等GPS网，GPS标石点共埋设了24个，并需要对3个国家三角点进行联测。关于高程控制，本次测绘工作所采用的是四、五等集合水准测量测量成果。关于像控点，区域网布设方案是非常适合本次测量工作实践的设计方案，航向相邻两个像控点之间的跨度控制在8-12条基线之间。为了保证测绘工作顺利开展，像控点的位置也至关重要，为此，一般选择在航向及旁向六片或五片的重叠范围内。在实际测量工作中，通过GPS-RTK方式对像控点进行联测，确定其三维坐标。数据采集的条件为固定解状态HRMS和VRMS均不高于[4]，并以两次测量值的平均值作为最终测量结果。

在本次的航空摄影中，无人机航空摄影分别实施了7个架次，航摄仪型号为Canon 5D Mark II，最终确定的地面分辨率为17cm，地面数据采集采用的是VirtuoZo NT ，并借助软件形成最终的测绘图，输出结果，具体的工作流程如下图1所示。

(三)具体实施的相关内容

无人机在水利工程测量的具体应用过程中，主要对工程进行了低空摄影测量、空中三角测量。关于低空摄影测量，采用Canon 5D Mark II航摄仪对水利工程进行测量，累计航线36条，拍摄照片3383张。拍摄焦距，绝对高度1200米，基线距离190m，航线距离 528m，平均分辨率为，航向重叠度为，旁向重叠度为。根据相关的统计，误差均符合相关要求，表明无人机航摄的质量均符合各项指标。关于空中三角测量，在VirtuoZo数字化摄影测量工作站下，对空中三角测量进行加密，加密软件为Inpho，为了保证工作效率，本次测量所采用的加密方法为分区加密。加密流程如2所示，空三加密点是由计算机自动匹配的[5]。在Inpho软件中，自带平差结算功能，能够对区域网平差进行计算，提高测量精度[6]。为了保证检测的精确度，需要改正航片畸变，设置信息文件和相机文件，做好像点匹配、航带连接和外业像控点的平差处理等工作，同时还要做好必要的质量检查工作。

结语：

随着我国经济的发展，科技的进步，越来越多的科技成果将被应用于实践。在水利工程作为我国重要的基础设施，是一项利国利民的工程，需要不断引入先进的科技成果，提高自身的建设质量。为此，将无人机应用于水利工程测量的实践中，在提高测量精度的同时，对于促进水利工程的可持续发展具有重要意义。

无人机是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。下面是我为大家精心推荐的无人机应用技术论文，希望能够对您有所帮助。

无人机航测技术的应用分析

【摘 要】以生产项目为例，以无人机航测的技术流程为主线，介绍了无人机航测技术方面的应用分析。

【关键词】无人机、航测技术

【Abstract】Production project as an example, the unmanned aerial technology process, introduced the UAV aerial application analysis.

【Key woerds】UAV、aerial surveying technology

中图分类号：V279+.2文献标识码：A 文章编号：

0 引言

无人机航测遥感技术是继卫星遥感、飞机遥感之后发展起来的一项新型航空遥感技术，在应急测绘保障、国土资源监测、重大工程建设等方面得到广泛应用。它是一种机动灵活、可以实现快速响应的一种航测技术。但也存在影像重叠度不规则、像幅小、影像倾角大、旋偏角大，影像有明显畸变等问题，这些情况都对现有无人机航测技术提出了挑战。

本文从生产案例出发，以无人机航测技术为主线，对生产过程中无人机航测出现的一些问题进行了分析探讨。

1 生产实践

主要技术依据

《无人机航摄系统技术要求》(CH/Z3002-2010);

《低空数字航空摄影规范》(CH/Z3005-2010);

《低空数字航空摄影测量内业规范》(CH/Z 3003-2010);

《低空数字航空摄影外业规范》(CH/Z 3004-2010) ... ...

数据源及预处理

数据源

本测区选用无人机航空摄影获取的真彩色影像，航摄面积为10平方公里。航摄仪采用Canon EOS 5DMarkⅡ，焦距为：35mm，相幅大小为：5616×3744，像元分辨率为。影像地面分辨率为米。

遥感影像预处理

无人机航空摄影采用的相机为非量测型相机，因此，在进行空中三角测量恢复影像空中姿态时，需要对相机进行像片畸变差改正。(相机畸变改正在四维公司检校完成)

无人机航测总体作业流程

无人机航空摄影

本次无人机航摄分两个架次进行，由GPS领航数据计算相对飞行高度。飞行质量和影像良好，影像清晰度高、色彩均匀、饱和度良好，能够表达真实的地物信息，可以满足1:2000成图要求。

像片航向重叠度为75%，旁向重叠一般为35%-45%，旋偏角一般控制在12度以下。

像片控制测量

像控点精度要求

像控点对最近基础控制点的平面位置中误差不大于米，高程中误差不大于米。

像控点布点方案

项目布点方案确定为双模型布点，全部布设为平高点。

像控点测量

在像控测量之前，首先对测区内收集到的已知控制点进行联测，检核控制点情况;为满足后续像控测量，联测已知点的同时加密了2个控制点。联测采用GPS静态相对定位方式施测，采用边连式的布网形式。全网共联测已有已知点4个，新设控制点2个，观测时具体技术参数依据规范，像控点采用GPS实时动态定位(RTK)的方法进行测量，满足要求。

空中三角测量

本项目采用Virtuozo工作站进行空三加密，根据航飞及影像分布情况，将空三区域分为两个加密区域网采用自动与手动相结合的方式进行空三加密，即采用自动匹配进行像点量测，剔除粗差。人工调整直至连接点符合规范要求，检查点平面中误差为米，高程中误差为米，最终加密成果符合1:2000数据采集要求。

数据采集

在空三完成后，利用空三成果进行单模型定向时我们发现有模型无法定向的情况，第一架次无法建立的模型有29个，占总模型数的4%。第二架次有67个无法建立的模型占总模型数的9%。主要原因为无人机航摄姿态不稳定导致的飞行倾角、旋偏角过大，航线弯曲、像片比例不一致等现象都是导致单模型定向精度差的原因。考虑到1:2000地形图精度要求，我们提出了如下解决方案：在测图定向超限点的周围进行野外实测用来检核分析数据并进行必要的修正。

项目精度报告

根据1:2000精度要求对测绘产品检进行了精度的统计，统计了3幅地形图，其中高程精度中误差最大为米，最小为米，从统计的结果看，粗差率比较高，有的达到了5%，平面精度中误差为米。

2 结 论

(1)无人机航空摄影测量技术应用于地形图的生产存在不确定性，比如，区域网整体加密精度评定良好，但单模型定向精度存在超限情况，在测图过程中表现为测图定向点和立体模型套合差大、接边误差大等，可以通过外业实测进行补充测量、验证。

(2)利用无人机航测进行航空摄影测量时，应采用试验区的作业方法，即在确定布点方案前选取一定面积的试验区进行布点方案试验，分析精度指标后确定作业方案。

(3)目前，无人机航测技术主要应用于载人飞机航测技术的补充方面，如多块小面积、危险场所、远离机场或没有可供其起降场地的区域，在载人机不便或无法完成的情况下，由无人机来完成。

参考文献：

[1] 范承啸，韩俊，熊志军，赵毅。 无人机遥感技术现状与应用[J] 测绘科学 2009，34(5)：214-215;

[2] 崔红霞，李杰，林宗坚，储美华。非量测数码相机的畸变差检测研究[J] 测绘科学2005，30(1)：105-107;

[3] 连镇华。无人机航摄相片倾角对立体高程扭曲的影响分析[J] 地理空间信息2010，8(1)：20-22;

作者简介：徐锦前(1982-)，男，辽宁铁岭人，工程师，主要从事摄影测量和地理信息系统建库等测绘工作。

点击下页还有更多>>>无人机应用技术论文