分析无人机摄影测量技术在输电线路工程中的应用
[摘要]近些年来，我国输电线路工程发展迅速，特别是电网跨越式的发展也推动了航空摄影测量技术在输电线路测绘领域的应用。但是由于受气候、空中管制等自然和人为条件的制约，传统的航空摄影存在成本高却效率低的问题，所以无人机摄影测量技术应运而生并得到了广阔的发展空间，在农业、水利、国土资源、林业等多领域都有所作为。为了推进我国电网建设智能化，本文对无人机航空摄影测量技术的实际应用进行了研究。
[关键词]无人机 摄影测量技术 输电线路 地形图 [中图分类号] P217 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-5-126-2
在十一五期间，我国对电网建设提出了实现跨越式发展的新构想。这一构想在十二五以及以后的一段时期得以实现，成为了我国电网智能化发展的一段重要时期。航空摄影测量与遥感技术正是为了迎合智能电网的发展而产生的数字化三维勘测及设计技术，它已经成为目前输电线路工程中必不可少的一部分。
1无人机摄影测量技术概述 1.1无人机航空摄影的基本概念
无人机摄影测量系统借助了无人机（Unmanned Aerial Vehicle.UAV）平台，通过机上所搭载的小型影像传感器，并借助卫星导航技术和通讯技术在低空飞行进行航拍，从而快速准确的获取地面影像数据。此系统比传统常规摄影测量技术不但成本低、而且受外部环境影响较小、机动性强、周期短且分辨率高。无人机摄影技术符合我国智能电网发展的方向，解决了之前传统摄影技术中所无法触及到的局部和应急工程建设，是输电线路工程数据获取的最重要手段。 1.2无人机摄影的基本原理
所谓无人机就是通过无线遥控设备和机载计算机程控系统进行操控的无人驾驶飞行器，即（UVA）。实际上，无人机的设计结构很简单，所以它成本低，由于无人驾驶飞行，所以无人机能够完成一些恶劣和危险环境下的任务，这保证了输电线路工程摄影测量工作的安全性。在无人机上搭载了高分辨率CCD的数码相机设备，就能够拍摄高清晰的图像回传给控制台，实时性强且可以最大程度的保证信息的完整。无人机的设计造型近似于普通飞机，但是它有一套完善的控制系统用来捕捉影像信息，这主要包括自驾仪、数字电台、数码相机和笔记本电脑设备。除此之外，无人机的飞行控制系统和地面遥控系统可以确保其在空中按照操控者的意图进行空中作业并随时将信息反馈给地面控制平台，完成信息收集工作。
2无人机摄影测量技术的实际应用
2.1无人机摄影测量在输电线路工程中的应用优势 无人机摄影测量技术能够取代传统载人机，是电网智能化建设的进步之处。它在实际测量摄影中的应用优势也十分明显。
（1）应用产品种类多样化是无人机摄影测量技术的一大优势。随着智能化电网建设的快速发展，一些全新的智能周边设备被研发并投入常规操作。例如常规的DLG（Digital Line Graphic.数字线划地图）产品，还有高精度的DEM（Digtal Elevation Model.数字高程模型）和高分辨率的DOM（Document Object Model.文件对象模型）。高分辨率和高精度的高分模型影响不但有利于输电线路的设计，也可以更加准确无误的识别地表障碍物信息，实现更加可靠的输电线路路径优化。
（2）当DEM和DOM进行叠加处理显示影响数据时，就可以真实再现实地的三维立体状态，这大大提高了室内微观选址选线的精确度，并减少了野外工作量，让测量工作更加轻松。
（3）响应快速是无人机强于传统载人测量机的又一关键点。无人机能够完成一些在恶劣情况下的摄影工作，比如云下摄影。所以说有了无人机就可以随时对项目区进行空中摄影。它采用了无约束网空三加密，能够快速获得DEM并
及时用于选线优化的工作中。这个工作流程一般在3天之内就能够完成，比常规的资料收集要快10个工作日左右。 （4）无人机摄影测量可以通过影像与地形图的叠加进行测量检查，这样做兼顾面积大，避免了传统野外实测工作中少测和漏测的情况发生。
（5）影像和数字线划图保持完整一致。无人机影像测量系统有较强的矫正功能，能够避免影像与地图上的几何图形在套合过程中出现误差和时效性差异。
2.2无人机摄影测量在输电线路工程中的应用流程 无人机在低空航行摄影时，会首先进行无约束的网空三加密。网空三加密就是指空中三角测量。摄影测量中，操作人员在控制台选定加密点，求出加密点的高程和平面位置的测量方法。通过网空三加密测量得到DEM和快速影像，初选出测量路径。随后进行外业控制作业，利用DEM、DOM产品在立体选线平台上优化选线从而确定合理的线路路径。然后进行线路平断面图的立体量测工作，通过GPS制作线路杆塔的施工放样，最后就可以实现全部线路的三维虚拟现实演示。
2.3无人机摄影测量在输电线路工程中应用的注意要点 在输电线路工程的摄影测量中有许多关键问题需要注意，它们直接影响着摄影与测量的清晰度与精确度。 首先是航摄问题。无人机搭载的是非量测数码摄像机，
它具有微米级别的高精度CCD芯片性能。虽然对CCD芯片来说不存在底片变形的问题，但是在实际的摄影测量过程中还是需要注意一些要点。比如必须要获取相机的内方位元素，成像系统经常会存在较为明显的畸变差，它会随着离主点的增大而不断增大，如果采用空间后方交汇方法计算外方位元素，精度不会太高。比如利用搭载24mm的焦距镜头进行拍摄时，距离主点10mm处，畸变差可以达到10个像素以上，所以应该对原始影像进行畸变纠正。
无人机摄影测量所运用的数码相机镜头焦距要远远小于传统航空摄影的镜头。使用焦距缩小的直接影响是无人机拍摄比例缩小。在1：2000比例的成图要求拍摄条件下，一般常规航摄的比例尺寸都在1：8000左右，而无人机的航拍比例尺寸可能会达到1：20000。所以无人机的拍摄因为焦距问题而不能大面积覆盖测区，一般无人机航摄的相片数量会远远多于常规航摄，通过现场的试验和计算来合理制定成图方案和控制点布设方案，可以解决无人机摄影测量技术应用中的关键问题。如果按照1：2000的测图比例进行测图，那么野外控制点之间的距离应该改为约6条基线。利用航摄无人机摄像设备进行拍摄，如果航向重叠度为65%，地面分辨率是20cm，那么6条基线所对应的地面长度应该有1.5km，这一数值小于常规拍摄的4～5km。 3总结
无人机摄影测量技术的应用减少了输电线路工程的野外工作量，保证了测量者安全的同时也减少了测量工作的成本。在无人机上进行GPS设备的搭载来辅助其在空中三角测量的应用是目前的研究热点之一，但在无人机上搭载高精度小型设备的集成问题还存在障碍。所以说，我国的无人机摄影测量技术还有很大的提升空间和更加智能化操作的可能性，还需要业界对其进一步的研究与发展。