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摘要：航道测量是一项利国利民的工程，通过本文的分析叙述可发现，利用无人机进行航道测量，提高了测量效率，尤其是大范围以及测量人员无法到达的区域的测量，其工作效率远超过传统测量技术的工作效率，并且成本低、灵活度高、可应用空间大。另外，通过结合在淮河的航道实际测量，阐述了航道测量的实际应用和关键技术，事实证明，其内在应用价值非常高，希望有助于航测技术的推广和应用。
关键词：无人机航测技术；航道维护
1导言
对航道及其配套设施进行定期的巡航和测量，维护其完整性与功能，对保证船只航行具重有大意义。无人机航测技术的应用能够使传统航道维护效率低的问题得到极大的改善，通过无人机拍摄能够清晰地标示整治建筑的图片与视频，并能精确地测出水面以上的地形等，未来结合水下三维成像技术，航道维护质量必将有更大的飞跃。
2无人机航测技术的先进性
传统的长江航道维护模式是通过船艇开航，到现场进行巡航和测量。开展巡航工作时，每条船配载工作人员至少3人，航速控制在10～12节，有的大船至少需配员10人；巡航时，考虑船舶吃水和礁石等因素，工作人员有时并不能登上整治建筑物，只能进行远距离观测；开展测量工作时，对靠近岸边浅滩以及整治建筑物范围区域，采取租小船进行登陆实勘，有时还需进行徒步涉水测量。采用无人机航测技术则将安全性、经济性和时效性融为一体，改变了对现场的反应和取证滞后的现状。无人机航测技术是基于遥感技术、遥测技术与遥控技术以及计算机技术等多种技术发展起来的新型技术。它能够将拍摄的图片与数据进行有效的结合，尤其在获取小区域和实地测量困难地区的高分辨率影像方面具有明显优势。利用无人机航测能够节省人工测量所需耗费的大量人力与物力，显著地提高了测量过程的安全性与作业效率。尽管设备采购成本相应的也有所增加，但是随着技术的发展，必然会有所降低。因此，将无人机航测技术应用在航道维护当中具有非常重要的现实作用。
3无人机航测技术在航道中的应用
12.5m一期深水航道附近水域整治里程约40km，并存在大量航标。在航道维护过程中对整治建筑物的维护巡航，航道航标设施的日常巡查，航道突发事件的快速反应和取证等都非常迫切。对于航道测量来说，只有无人机航测能够对整治建筑物、水中浅滩和较为困难的陆域实现快速测量，同时也能够对水陆结合部分进行准确测量。长江下游的一期工程白茆沙和通州沙整治建筑物，就利用无人机航测开展航道维护试点工作。
3.1无人机的选择
无人机应用在航道维护中尚属初级阶段，因此，要根据实际工作情况及应用效果配备相应的无人机及其系统。通过对长江下游航道维护过程中的工作要求与特点进行分析，分析成果如下：（1）航道巡航距离相对较长，巡航过程属于远距离观测，具有较高的巡航难度；（2）巡航过程中飞行经过区域行轮较多，选择轻量化无人机，不会对行轮安全造成太大的影响；（3）无人机上搭载的摄像设备是可见光摄像机，这类摄像设备已经发展成熟，可以使无人机实现小型化；（4）航道附近野外开阔范围较大，无人机起降过程较为便捷；（5）低空无人机航空摄影测量技术，结合裸眼画3D技术，对于整治建筑物区域采集航空数字影像，整治建筑物需要高精度的测图及图像资料等，为航道维护提供可靠的参考。本项目选用成都纵横生产的固定翼CW-10，其具有性能可靠、可负荷、续航能力强、安全系数高等优势。
3.2无人机航道巡航
具有多种功能的无人机摄像系统，能够在收集信息过程中更为便捷，无人机航测技术当中将低速无人机作为整个遥感平台，能够利用红外、彩色与黑白等摄像技术对维护水域的影像数据进行收集，之后利用计算机对数据信息进行相应的加工处理便能够得到所需的巡航资料。根据无人机自身的航程进行起降点设置。随后工作人员将无人机平台运送至施放处，并将其进行放飞，为了使后期读图过程更为高效，设置卡片相机的拍摄下视角为60°。最后将相机所拍摄的所有视频和图片进行收集，对航道巡航内容进行相应的检查，无误后进行储存。如果遇到突发紧急情况需要巡航时，可以安排工作人员直接利用无人机对事故地点进行巡视，随后对相机拍摄的图片和视频进行及时的回收，在经过处理后进行存档保存。通过无人机巡航能够保证航道维护效率得到显著的提高，同时对以往复杂地段的维护效果更为明显，能够对其中的情况及时掌握。
3.3无人机整治建筑物测量
利用无人机对航道整治建筑等航道设施进行无人机航测，得到的最终图片清晰，数据精确，能够对整治建筑情况做出充分的掌握，符合航道设施维护的要求。例如，白茆沙整治建筑物位于长江下游白茆沙水道8#浮～13#浮。整治建筑物范围内有白茆沙体，水情较为复杂。白茆沙整治建筑物采用正射和倾斜测量。采用低空无人飞机航测的作业流程主要包括航线规划设计、像控点/检查点测量、自动空三解算、立体测图、外业调绘及编图、DOM制作等。其中，关键的质量点包括低空航测规划、相机检校及畸变改正、像片控制点的布设及测量、自动空三、无缝测图和DOM匀色镶嵌。
4无人机航测技术使用效果分析
白茆沙整治建筑物水域于2017年5月～6月间开展实施并完成，如图1所示。采用CGCS2000坐标系，中央子午线120°E，共布设11个像控点和5个检查点，通过空三加密解算所生成的精度报告来看，平面中误差为13cm，高程中误差为18.9cm。使用无人机航测获取的数据与人工测量基本一致，数据准确性能够得到保证，能够清楚反映露出的整治建筑物的情况，并可以建立三维模型，工作人员可以多角度、全方位地观察到建筑物的周边情况，几乎没有死角，且能反复观看，保留资料完整性。通过模型资料和BIM成果的分析計算，可以获得整治建筑物水上部分的形变情况。无人机航测过程中未发生意外坠毁事故，安全性相对较高。
无人机能在巡航中及时发现航标破坏状况，并能清晰巡航整治建筑物及周围日常情况，采用人工船舶测量，需要至少4～5d的时间，而无人机测量仅需要2h就能实现，巡航时间大大缩短，质量得到提高，人员费用也较少。但是无人机也有其局限性，其水下测量和施放条件都尚待提高，操控技术专业性强。
参考文献：
[1]伍道林.无人机航测技术的应用与实践分析[J].低碳世界，2017（31）：95-96.
[2]余琳.无人机航测技术在长江航道整治建筑物维护方面的应用[J].中国水运.航道科技，2017（03）：41-47.
[3]吴逸超.基于无人机航测和三维建模技术的城市储备用地调查研究[D].江西财经大学，2017.
[4]刘丹，梁涛，田银枝，曹红杰.无人机航测技术在长江航道整治工程中的应用[J].地理信息世界，2014，21（04）：59-63.
关键词：无人机航测技术；航道维护
1导言
对航道及其配套设施进行定期的巡航和测量，维护其完整性与功能，对保证船只航行具重有大意义。无人机航测技术的应用能够使传统航道维护效率低的问题得到极大的改善，通过无人机拍摄能够清晰地标示整治建筑的图片与视频，并能精确地测出水面以上的地形等，未来结合水下三维成像技术，航道维护质量必将有更大的飞跃。
2无人机航测技术的先进性
传统的长江航道维护模式是通过船艇开航，到现场进行巡航和测量。开展巡航工作时，每条船配载工作人员至少3人，航速控制在10～12节，有的大船至少需配员10人；巡航时，考虑船舶吃水和礁石等因素，工作人员有时并不能登上整治建筑物，只能进行远距离观测；开展测量工作时，对靠近岸边浅滩以及整治建筑物范围区域，采取租小船进行登陆实勘，有时还需进行徒步涉水测量。采用无人机航测技术则将安全性、经济性和时效性融为一体，改变了对现场的反应和取证滞后的现状。无人机航测技术是基于遥感技术、遥测技术与遥控技术以及计算机技术等多种技术发展起来的新型技术。它能够将拍摄的图片与数据进行有效的结合，尤其在获取小区域和实地测量困难地区的高分辨率影像方面具有明显优势。利用无人机航测能够节省人工测量所需耗费的大量人力与物力，显著地提高了测量过程的安全性与作业效率。尽管设备采购成本相应的也有所增加，但是随着技术的发展，必然会有所降低。因此，将无人机航测技术应用在航道维护当中具有非常重要的现实作用。
3无人机航测技术在航道中的应用
12.5m一期深水航道附近水域整治里程约40km，并存在大量航标。在航道维护过程中对整治建筑物的维护巡航，航道航标设施的日常巡查，航道突发事件的快速反应和取证等都非常迫切。对于航道测量来说，只有无人机航测能够对整治建筑物、水中浅滩和较为困难的陆域实现快速测量，同时也能够对水陆结合部分进行准确测量。长江下游的一期工程白茆沙和通州沙整治建筑物，就利用无人机航测开展航道维护试点工作。
3.1无人机的选择
无人机应用在航道维护中尚属初级阶段，因此，要根据实际工作情况及应用效果配备相应的无人机及其系统。通过对长江下游航道维护过程中的工作要求与特点进行分析，分析成果如下：（1）航道巡航距离相对较长，巡航过程属于远距离观测，具有较高的巡航难度；（2）巡航过程中飞行经过区域行轮较多，选择轻量化无人机，不会对行轮安全造成太大的影响；（3）无人机上搭载的摄像设备是可见光摄像机，这类摄像设备已经发展成熟，可以使无人机实现小型化；（4）航道附近野外开阔范围较大，无人机起降过程较为便捷；（5）低空无人机航空摄影测量技术，结合裸眼画3D技术，对于整治建筑物区域采集航空数字影像，整治建筑物需要高精度的测图及图像资料等，为航道维护提供可靠的参考。本项目选用成都纵横生产的固定翼CW-10，其具有性能可靠、可负荷、续航能力强、安全系数高等优势。
3.2无人机航道巡航
具有多种功能的无人机摄像系统，能够在收集信息过程中更为便捷，无人机航测技术当中将低速无人机作为整个遥感平台，能够利用红外、彩色与黑白等摄像技术对维护水域的影像数据进行收集，之后利用计算机对数据信息进行相应的加工处理便能够得到所需的巡航资料。根据无人机自身的航程进行起降点设置。随后工作人员将无人机平台运送至施放处，并将其进行放飞，为了使后期读图过程更为高效，设置卡片相机的拍摄下视角为60°。最后将相机所拍摄的所有视频和图片进行收集，对航道巡航内容进行相应的检查，无误后进行储存。如果遇到突发紧急情况需要巡航时，可以安排工作人员直接利用无人机对事故地点进行巡视，随后对相机拍摄的图片和视频进行及时的回收，在经过处理后进行存档保存。通过无人机巡航能够保证航道维护效率得到显著的提高，同时对以往复杂地段的维护效果更为明显，能够对其中的情况及时掌握。
3.3无人机整治建筑物测量
利用无人机对航道整治建筑等航道设施进行无人机航测，得到的最终图片清晰，数据精确，能够对整治建筑情况做出充分的掌握，符合航道设施维护的要求。例如，白茆沙整治建筑物位于长江下游白茆沙水道8#浮～13#浮。整治建筑物范围内有白茆沙体，水情较为复杂。白茆沙整治建筑物采用正射和倾斜测量。采用低空无人飞机航测的作业流程主要包括航线规划设计、像控点/检查点测量、自动空三解算、立体测图、外业调绘及编图、DOM制作等。其中，关键的质量点包括低空航测规划、相机检校及畸变改正、像片控制点的布设及测量、自动空三、无缝测图和DOM匀色镶嵌。
4无人机航测技术使用效果分析
白茆沙整治建筑物水域于2017年5月～6月间开展实施并完成，如图1所示。采用CGCS2000坐标系，中央子午线120°E，共布设11个像控点和5个检查点，通过空三加密解算所生成的精度报告来看，平面中误差为13cm，高程中误差为18.9cm。使用无人机航测获取的数据与人工测量基本一致，数据准确性能够得到保证，能够清楚反映露出的整治建筑物的情况，并可以建立三维模型，工作人员可以多角度、全方位地观察到建筑物的周边情况，几乎没有死角，且能反复观看，保留资料完整性。通过模型资料和BIM成果的分析計算，可以获得整治建筑物水上部分的形变情况。无人机航测过程中未发生意外坠毁事故，安全性相对较高。
无人机能在巡航中及时发现航标破坏状况，并能清晰巡航整治建筑物及周围日常情况，采用人工船舶测量，需要至少4～5d的时间，而无人机测量仅需要2h就能实现，巡航时间大大缩短，质量得到提高，人员费用也较少。但是无人机也有其局限性，其水下测量和施放条件都尚待提高，操控技术专业性强。
参考文献：
[1]伍道林.无人机航测技术的应用与实践分析[J].低碳世界，2017（31）：95-96.
[2]余琳.无人机航测技术在长江航道整治建筑物维护方面的应用[J].中国水运.航道科技，2017（03）：41-47.
[3]吴逸超.基于无人机航测和三维建模技术的城市储备用地调查研究[D].江西财经大学，2017.
[4]刘丹，梁涛，田银枝，曹红杰.无人机航测技术在长江航道整治工程中的应用[J].地理信息世界，2014，21（04）：59-63.