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无人机低空摄影测量在电力工程中的应用探析.docx

上传人:拉拉链 文档编号:16325198 上传时间:2023-01-25 格式:DOCX 页数:7 大小:21.21KB
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资源描述

1、无人机低空摄影测量在电力工程中的应用探析 摘要:伴随我国经济建设的不断深入与发展,我国的电力事业在近些年取得了突飞猛进的发展。随着人们工作以及生活水平的不断提高,对于电力系统的要求也越来越复杂,为了更好提高电网建设质量与规模,无人机低空摄影测量技术开始发挥重要作用。本文首先分析了无人机低空摄影测量在电力工程测量中的概念,然后探讨了在电力工程中的应用方向,最后详细阐述了测量区摄影计划与规划方式及数据处理流程的相关问题。 关键词:无人机低空摄影测量电力工程应用 中图分类号:F407文献标识码: A 前言:在我国经济水平的发展之下,电力工程的建设水平也得到了迅速的提高,电力工程建设力度越来越大,除跨

2、区域电网以及特高压电网之外,大多数电厂、电网的规模都相对偏小,因此,其建设也有着工期紧、路径短的特征。为提高建设质量和建设效率,优化工作方法,一般需要进行摄影测量,如果采用传统的拍摄手段,不仅拍摄成本高、风险大,手续也十分的繁杂,而采用无人机低空摄影测量技术就能够很好的解决以上的问题。 一、无人机低空摄影测量在电力工程测量中的概念 无人机低空摄影测量作为摄影测量不仅能够解决传统工程测量周期长、数字地图不直观的不足,还大大减轻了野外技术人员劳动强度,提高测绘工作效率。在小区域小范围内应用无人机航空遥感是解决工程用图的有效手段和便捷途径。 无人机低空摄影测量系统主要包括两个部分,即遥感平台与传感器

3、,遥感平台就是无人机,传感器则指数码摄影相机。工程使用的无人机是由西北工业大学、中国航空工业集团等机构共同研制,目前使用的无人机体形都很小,其运作多使用计算机进行操作,巡航速度能够达到 98km/h,飞行海拔能够达到 3600m,最大承载力为 6kg,空中续航时间为 3h 左右,在飞行的过程中,能够抵抗 13m/s 的风力,起飞滑跑距离能够控制在 60m 之内,降落不受阻拦滑跑距离为 150m,如果没有电磁波的干扰,通讯距离能够达到 15km。无人机中使用的数码相机为佳能 EOS450D MarkII,畸变参数为 1.856600e-005,相片长度是2848mm,相片宽度是 4272mm。

4、二、无人机低空摄影测量在电力工程中的应用方向 1、输电线路规划 无人机低空摄影测量技术在输电线路规划中有着广泛的应用。在输电线路规划中,利用无人机对规划区域进行测绘,能够大大减小地面环境对勘测的不良影响,从而获得准确度较高的参考数据。然后对获取到的数据进行分析,并结合相关的影响因素,进而能够利用有限的通道资源,协调项目关系,从而获得高效 的区域规划效果。这方面突出的案例是重庆电力设计院在 2011 年 5 月 18 日利用无人机低空摄影测量技术,在短短的 15 天内,完成了重庆 220 千伏张秀线的数字航空摄影任务。这一事件标志着无人机低空摄影测量技术用于输电线路规划设计的成功,该技术能够大大

5、优化线路,从而达到节约投资的目的。 2、地形图测量 无人机低空摄影测量技术应用于地形图测量领域,能够达到减少测绘强度,提高工作效率的目的。无人机技术一般适用于对小比例尺(成图比例尺小于 1:2000)的地形图进行测量。但是在电网工程的设计中,可通过增加野外控制车的途径来获取较大的比例尺的地形图测绘信息。从而能够获得准确的测绘数据,为站址的布置提供详细的资料。 3、在常规线路巡查上的应用 巡线维护在电力系统维护中具有重要的地位,巡线维护的现代化也越来越得到重视。在这一领域,英国威尔士大学和英国 EA 电力咨询公司是最早利用无人机进行巡线的,该项技术在欧美已得到了广泛的应用。我国利用无人机进行常规

6、线路巡查技术起步较晚,在 80年代才开始进行此项技术的应用,但是发展很 快,显示出了强劲的发展势头。 4、灾难应急响应 无人机低空摄影测量技术在灾难应急响应中的应用具有巨大的现实意义。我国洪涝、高温和严寒等极端天气频发,这些极端气候会对电力基础设施造成极大的威胁,因此采用先进的技术对电力设施进行及时的检测是十分有必要的。这方面的突出应用实例是 2011 年初,我国南方遭遇了罕见的冰冻灾害,很多基础电力设施遭到破坏。为了快速获得第一手的资料,湖南电力公司试研院和国家电网公司,利用无人机技术进行了高空近距离观冰,从而完成了线路覆冰观测任务。 三、测量区摄影计划与规划方式 在利用无人机进行测量时,需

7、要确定好测量的范围,并设计好测量过程中无人机飞行与降落位置,这样才能够保证摄影图像的清晰度与测量数据的准确性。 1、测量区范围的划定 在进行测量时,首先要划分好测量区域,一般情况下,测量范围从上空俯瞰会呈现出一个矩形的状态,要将四个角坐标控制在标准范围内,这样有利于无人机的操控。 2、航带规划的设计 无人机能够在空中连续飞行 3 小时,这有着严格的时间限制,因此,在进行拍摄时,就需要事先规划好飞行的航带,在这种情况下,就可以在无人机起降位置设计相应的飞行架次,并在测量区域中规划好相应的飞行航带。在一架无人机完成规划的飞行之后,即可返回,另外一架飞行机再完成剩余的工作,这样就能够全面的获取到测区

8、影像资料。3.3 测量区域控制网建立方式在无人机飞行的过程中,必须要在测量区域中建立好控制网,控制网的大小依据测量区域的大小建立,同时,还要设置好相应的 GPS控制点,并保证点位分布的均匀性,根据相应的要求设置好坐标系,以便保证各个控制点均可以获取到最为准确的位置,这样也便于后续的图像处理。 4、测量区外控点现场调控方式 将无人机航空摄影测量技术应用在电力工程中时,必须要保证其测量数据与影响的准确性与可靠性,为此,一般使用野外布置像控点方式,在选择控制点时,需要将影像清晰作为首要原则,这样也能够帮助工作人员更好的判断测量的方位,此外,在布置外控制点时,要保证控制点设置的均匀性,这样拍摄到的影像

9、才不会存在瑕疵。 四、无人机低空摄影测量数据处理工作流程 1、相机畸变差改正、系统误差改正 光学镜头容易使图像产生非线性畸变,这种畸变会对计算机的视觉测量和三维效果带来不利的影响。而小像幅数码相机的光学畸变现象则更为严重,较大的光学畸变差会导致整个像点网强度变低甚至自由网构建失败,影响束发平差的收敛速度及成功率。因此对畸变差进行改正是十分有必要的。 未经处理的影像数据有摄影机的系统误差( 主点偏移 ),底片变形,航摄飞机的系统误差,大气折光误差,地球曲率等系统误差等,测图系统中的定位精度与空三精度相差较大。经过系统误差改正以后,平面精度及高程精度都有较大提高,因此测绘更大比例尺地形图才成为可能

10、。 3、外业控制点文件与影像引入 程序能够将外业像片控制点和原始影像引入,并能够实现对原始影像的畸变和主点的改正以及按飞行和航线重叠方向对影像的旋转。 首先在当前测区的四角人工量测 4 个外业控制点,再调用空三计算,点击预测控制点计算,则可显示全测区的控制点,点击预测控制点精确对准当前点,程序可自动匹配其余影像上的当前点。 结语:综上,将无人机低空摄影测量技术应用在电力工程测量中能够减少对人力、物力、财力的浪费,也能够保证拍摄图像的客观性、真实性以及准确性,能够快捷的获取到所需的图像,有效的提升生产效率,降低工作人员的劳动强度。此外,采用该种方式进行拍摄也有着成本低廉、测量速度快的优势,拍摄的

11、图像也可以应用在不同的领域之中,国内外的种种实践均表明,无人机低空摄影测量技术是值得在电力工程中进行推广与使用的。 参考文献: 1 陈玲,潘伯鸣,曹黎云.低空无人机航摄系统在四川地形测绘中的应用J. 城市勘测,2011,(05). 2 刘国桥,李胜,张谋见,程崇木,张俊华,孙炜.利用控制快门速度方法提高无人机航测高程精度的探讨J.测绘技术装备,2011,(01). 3 刘国桥,高宇,张谋见,程崇木,张俊华,孙炜.利用快门速度控制减少像移提高无人机航测高程精度的探讨J.江西测绘,2011,(02). 4 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,(01). 5 郑文华,秦晨西,朱芮.无人飞艇数码航测在矿区地形测量中的应用研究J. 矿山测量,2011,(03).第 7 页 共 7 页

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