摄影测量技术在河道断面测量中的应用

木努丁 ·吾加木

摘要：近些年来，伴随着城市化进程的步伐逐步加快，推动了各个行业的发展发生了了翻天覆地的提高。然而，在河道工程中，河道断面分为纵断面和横断面，水文大断面测量一般为横断面.大断面测量是水文测验工作的重要组成部分，为测站考证、测深测速垂线布设、测站特性分析、河势变化分析、河道冲淤、河床演变等提供重要的基础资料，断面成果质量直接关系到流量测验精度和相关分析结论.测量内容包括起点距和高程测定，方法有很多种，精度要求高.随着国家大力发展北斗卫星系统，摄影测量技术已日益成熟，在水利、农业、交通、国土等行业的工程测量、地形测量得到广泛应用，极大地提高了外业作业效率.为了方便准确的对河道大断面进行摄影测量技术测量，本文根据河道断面测量实际，分析论证摄影测量技术在河道断面测量中具备的优势，以便推广应用.

关键词：摄影测量技术；河道断面；河道断面测量；应用

引言

摄影测量技术是以无人机搭载传感器设备（数码相机）对作业区域进行航飞获取影像数据，对数据进行处理生产数字正射影像图、数字三维图，结合地面控制、外业调绘和计算机立体测绘，进行成图的一种新型测绘技术，它是对传统摄影测量手段中的有力补充，已广泛应用到各个领域。本文是在河道断面测量项目中充分利用摄影技术进行航测成图，并通过对比实地检查点计算测量精度，分析和评价摄影测量技术在河道断面测量中的应用。

1河道断面测量要求及摄影测量技术概述

1.1河道断面测量要求

河道断面测量包含陆地与水下两部分测量，陆地部分应测至历年最高洪水位以上0.5～1.0m；漫滩较远的河流，可测至最高洪水边界；有堤防的河流，应测至堤防背河侧的地面为止。水文站应在每年汛前或汛后进行大断面测量，对于河床不稳定的测站，除汛前、汛后测量外，还应在每次较大洪峰过后及时加测。起点距和高程测量应符合《水文测量规范》（SL58-2014）的要求。

1.2摄影测量技术概述

河道断面测量是工程开展的基础，其准确性要求严格。但传统测量方法误差通常较大且很难控制，而且传统河道断面测量效率低下的问题也亟待解决。如何将河道断面测量的准确性与高效性共同保证成为了值得研究与思考的问题。而摄影测量技术的诞生与应用恰好成为了解决河道断面测量中效率与准确性问题的良药。摄影测量技术是一种非接触测量技术，外业工作量小。通过数字化信息化的测量信息更方便交流，计算后得到的结果可作为河道断面测量结果，对日后工程建设实施起到指导作用。随着互联网的飞速发展，外业测量传输信息至电脑几乎是即时性的，伴随着5G时代的到来，摄影测量技术的高效性将表现的淋漓尽致。

2摄影测量技术的应用优势

2.1适用性广

摄影测量技术的适用性广主要体现在云台搭载设备的适用性和对于河道断面测量环境需求较低两方面。由于云台的相关接口为行业标准接口，可以匹配不同工程需求的测量设备，包括GPS设备、摄影设备、小型激光测距设备或毫米波雷达测距设备等，甚至于可以搭载普通民用相机进行简单的摄影拍照工作。由于负责的摄影测量对河道断面测量测量环境没有严苛要求，在小雨天气情况下依然可以高效地完成测量工作。

2.2分辨率和数据处理效率高

对于低空作业的无人机摄影设备，其遥感测量的数据精度和照片分辨率最小可达0.1m。同时，由于采用了先进的数字信号解析系统，现场完成摄影后便可对图像信息进行数字化处理，并把数据处理结果第一时间回传总控中心，高效率的数据采集和处理过程极大地保障了测绘数据的时效性，为后续的工程规划和建设提供了良好的保障。

2.3提高工作质量和效率

在河道断面测量工作中应用摄影测量技术，还可以有效提高河道断面测量工作的质量和测绘效率：（1）摄影测量技术在实际应用的过程中，通常情况下是利用无人机进行低空飞行，摄像机的清晰度较高。根据相关调查结果显示，其采集的影像数据的地面分辨率可以低于5cm，在1d时间内，可以获取1km2测量区域的数据，由此可见其工作效率较高。（2）测绘人员利用倾斜摄影测量技术，还可以通过相关计算机软件形成测区的三维模型，并对三维模型进行编辑、量取和立体测图等，帮助信息的使用者做出判断，最终提高工作效率。

3摄影测量技术在河道断面测量中的应用方法

3.1摄影测量区域的实地考察

在开展摄影测量活动前，应指派专人前往摄影测量区域进行实地考察。收集现场地质地貌、地表植被以及周边公众设施设备、交通人流等信息，为实现无人机的正常起降提供数据支持。例如所勘测场地的附近有正常运转的民用机场或相关航空设施，需事先明确测量设备的禁飞区域，避免由于摄影测量活动威胁到正常的航空运输活动安全。如有特殊测绘航线需要，必须事先报备相关部门并取得许可后方可进行摄影测量活动。

3.2现场数据的采集和处理

在依靠先进卫星技术完成测控现场的像控点布置以及现场航测相机校验工作之后，需要利用空三加密软件对分区网数据进行平差操作。在完成三角测量工作后，利用高程数据模型产生对应的初始正射图像，依靠三角测量时的方位元素数据拟合初始正射图像得到多个同名位点，通过计算机数据整合，得到数字高程模型。而后还需经过EPT软件对初始正射图像做进一步的拼接处理，并使用PS软件检查拼接后的图像质量，应着重检查拼接图片的颜色过渡区域、拉花形变区域、重影区域等问题，并加以修改和处理。至此，就得到了最终的数字正射影像图。

3.3断面区域影像图制作

利用数字摄影测量的方法开展断面区域影像图制作。断面区域影像图制作包括DEM匹配和DOM制作两个步骤。以整合后的空三成果为基础，利用立体像对自动匹配生成ＤＥＭ数据，全色影像通过该DEM纠正生成整景全色成果，多光谱影像通过该DEM和整景全色成果配准纠正生成整景多光谱成果。对多光谱和全色成果进行融合处理，最后进行色彩调整、镶嵌拼接成图。航摄影像区域断面影像图制作同理。断面区域DOM影像应连续完整、清晰易读、反差适中和色调均匀，分辨率和平面精度符合要求，避免重影、模糊或纹理断裂等现象。

3.4摄影测量技术流程

利用数字摄影测量的方法开展断面点测绘，将工艺流程分为卫星影像区域处理流程和航摄影像区域处理流程———卫星影像区域：在新获取的卫星影像数据与已有的卫星影像重叠区域内，利用已有的卫星影像成果恢复立体，在重叠区域内读取影像同名点作为控制点，作为新获取的卫星影像数据的控制资料，进行区域网平差，获得新区域的卫星影像成果，最终利用该成果恢复立体，在立体环境下测量断面点。航空影像区域：分析航空影像区域特点，按像控点布设要求预选像片控制点，进行像片控制测量；利用像片控制测量成果、航空影像进行区域网平差，得到空中三角测量成果，利用空三成果恢复立体，在立体中按要求采集断面点。此外，对于某些像片控制测量困难区域，可采用在已有卫星立体影像上读取控制点作为空中三角测量的控制点成果。

结语

综上所述，摄影测量技术和我国传统的工程测绘技术相比较，具有较多的应用优势，因此，在我国河道断面测量工作中的应用也逐渐成熟。这种技术为已有测绘地理信息成果在河道断面测量项目中的应用与推广提供了有力探索与实践。同时，本方法也为测绘地理信息成果和数字摄影测量技术在其他类似项目中的广泛应用提供了一定参考与借鉴。

参考文献

[1]佩军，徐亚明摄影测量学［M］武汉：武汉大学出版社，2010。

[2]孙畅，马庆帅，王闯地理建模在河道断面测量中的应用研究［J］测绘与空间地理信息，2019,42.