无人机在水利工程中的应用研究
时间：2023-05-30 08:40:48 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
张辉 郭志毅
无人机遥感技术集无人驾驶、遥感传感器、遥控、通讯、定位于一体，最大程度地实现了自动化与智能化，可根据系统设定，自动获取相应数据，并进行分析。由于遥感技术适应程度较强，加之无人机的机动性较高，即使在环境恶劣的地区也可进行测量工作，大大提高了工作效率。然而，目前遥感技术还存在一定问题，由于无人机系统装载量有限，无法使用高科技测量仪器，传输图片会存在不同程度的模糊现象，导致方案设计与实际情况存在出入。针对此种现象，要求专业人员在飞行开始前，应仔细检查相机与机身连接是否牢固，保证在飞行过程中相机始终保持在同一位置，提高测量结果稳定性。
（一）优势
无人机最显著的优点就是造价低，不需要昂贵的维修费用，保养工作也较为简单。由于无人机不需要驾驶人员，所以可全天候待命，能够深入到地理环境较差位置工作，避免不必要的人员伤亡，只要控制系统设定在合理范围之内，遥控人员技术熟练，无人机便可做到全时段作业。
（二）缺陷
无人机利用遥控与感应技术完成测量作业，若在飞行过程中受到外界无线电干扰，就会使遥控系统出现混乱，造成地面与空中失去联系，从而出现飞行事故。若测量数据过大，则会导致传输系统出现延迟，从而影响作业速度。此外，无人机飞行高度会受到气流限制，若在大风或强气流的天气进行飞行作业，很可能导致飞机偏离原定路线。
（一）图像获取
在水利工程实际建设过程中，需要用多种设备来保障前期测绘精准度，例如，操作平台、定位系统、影像分析仪、相机等。无人机在应用过程中，能够做到集多种设备技术于一身，并且其自身软件处理系统也较为多样，包括图像分析与处理、实时定位等。同时，通讯系统也是支撑无人机正常飞行的重要手段之一，利用飞行通讯系统，可直接将无人机运送到指定位置，操作人员根据建设需要，可针对性取样拍摄。飞行通讯系统还可进行规划航线、记录飞行航程，以及监测飞行姿态等工作，可将数据记录在任务储存舱中，并通过传输系统实时传送到地面。此时，地面操作平台便可根据所得数据，进行航线制定和影像接收。在实际操作过程中，相关人员应根据工程设计需求选择合适设备，在保证影像清晰度的同时，提高传输速度，从而为后期建设工作开展提供相应支持。
（二）地形勘测
水利工程在建设过程中受地形影响，测绘工作十分困难。使用无人机进行测绘，可有效解决由于地形复杂带来的各种问题。无人机遥控系统不仅能准确测量数据，而且还具有成本低、节约人力资源的特点，能对地理环境展开动态分析，同时观测地质变化，并将测得数据实时传输到地面，从而为测绘工作顺利开展提供基础。当地质条件不利于工程开展时，无人机任务舱会根据设定系统，及时向地面发出预警信息，工程设计师可根据此项数据，及时修改设计方案。
（三）数据分析
在水利工程实际测绘过程中，由于风速以及气流影响，会导致镜头位置改变，从而造成影像不清晰或不可用。为减少此类现象发生，提高影像质量，需要相关人员在飞行过程中，及时调整异常参数，以便正确获取数据。在处理所得数据的过程中，需要测绘人员准确寻找影响参数畸变的原因，并做出针对性处理，例如为提高影像匹配程度，可先将影像获取范围缩小，使用定点匹配方式，匹配完成后，测绘人员便可根据实际情况，向地图内加入新坐标点，确保匹配精准度。
（四）工程数据测量
在水利工程实际测绘过程中，需要全方面地对地面、地下、横截面等数据进行测量，准确掌握平面数据，为地势较低的水利工程建设提供保障。但在山区进行工程建设时，由于其地势地形多变，无人机着陆与起飞点较少，遥感技术很难在此发挥出真正作用；
同时因水文类型复杂，传统的测量手段也很难为工程提供精准数据。针对此种现象，操作人员可在工程规划地附近为无人机寻找安全区域，在正式飞行工作开始前，应进行充分的意外准备工作，以及试飞实验，从而确保飞行环境相对安全。
（五）工程质量监测
水利工程在建设过程中，应严格按照设计标准与建造质量标准开展实际建设工作，否则会对项目使用周期造成影响。尤其是水坝的牢固程度，若不遵守质量建设规范，可能会导致水坝拦截效果不理想，从而出现泄漏，严重影响水利设备运行，甚至对工程周边居民生命安全造成威胁。使用无人机遥控技术，可对水利工程进行严密监测，相关单位应定期派遣专业人员进行工程质量检测，探测水利设施承载力，以及周边环境是否会对设施造成影响，若发现危险因素，应及时进行质量监测，实施维修工作。
一是根据探测点设计飞行航线。无人机准备工作结束后，操作人员应再次检查相机牢固程度，并在安全区域内等待适合飞行的时机，从而进行试飞。试飞结束后，操作人员应检查传输图像清晰度。二是进行图像控制测量。此种方法适用于紧急拍摄作业，由于其图像数据小，所以能在限定内存中储存大量图像。此外，此种方法在测量工作中，匹配点较多，但相对于普通测量方法来说，其匹配点更为均匀，辨识度较高。三是进行空中三角测量。在实际测绘工作开展过程中，空中三角测量起到重要作用。由于空中风力较大，风向变化较快，在飞行作业中，若旋转点掌握不好，则会对图像匹配点造成一定影响。因此，需要操作人员结合实际气候因素展开分析，减少测量结果误差。四是进行数据分析。为得到准确的地形信息，应将空中三角测量结果输入到专业工具中，系统会根据规定地形符号进行计算，从而为设计师提供准确数据。
目前，无人机遥感研发技术正在逐渐走向成熟，越来越多的技术手段被应用到无人机中，扩大了无人机适用范围。在水利工程建设过程中，相关人员应积极使用无人机遥感技术，为水利工程测绘和管理工作提供精准的数据支撑
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