探讨航空摄影测量在南水北调中的应用

摘 要：近年来，随着科学技术的不断发展和完善，推动了测绘技术的发展，航空摄影测量作为测绘技术的重要组成部分之一，其也获得了相应的发展，这使得该技术在各类工程测量中的应用更加广泛。南水北调是我国的重点工程项目之一，由于工程本身较为庞大且涉及范围较广，从而对前期勘测工作提出了较高的要求。为了获得准确、可靠的测量数据，并克服地形地貌特征对测量作业的影响，可以采用航空摄影测量技术开展前期测量工作。基于此点，本文就航空摄影测量在南水北调中的应用展开探讨。

关键词：航空摄影测量 南水北调 应用

一、南水北调工程及航空摄影测量技术简介

1.南水北调工程

长期以来，我国北方的水资源都相对较为短缺，为了解决这一问题，国家正式将南水北调工程提上了议事日程。所谓南水北调具体就是指为了有效缓解我国北方水资源匮乏局面的战略性工程项目。众所周知，我国具有南涝北旱的特点，这与地理特征有着极为密切的关系，南水北调工程通过对跨流域水资源的合理调配，进一步缓解了我国北方缺水的局面，有效促进了南北方经济、社会、资源、人口和环境的协调发展。南水北调工程具体分为东线、西线和中线三条调水线，其中西线工程在最高一级的青藏高原上，从地形上看，其能够控制整个华北和西北，由于长江上游的水量较为有限，从而使得仅能为黄河中上游的西北地区和华北部分地区进行补水；东线工程主要位于第三阶梯的东部，因为地势相对较低，故此需要抽水北送；中线工程则是从第三阶梯的西侧通过，并从长江支流汉江中上游的丹江口水库进行引水，自流供水给黄淮海平原等大部分地区。可以说南水北调工程是一项社会效益和经济效益都非常巨大的工程项目。

2.航空摄影测量技术

航空摄影测量技术具体是指从空中由卫星、飞机等航空设备拍摄获得的影像图片。为了能够使拍摄到的航空影像应用航空测量当中，需要在专门的仪器上建立立体模型进行测量，摄影的过程中，飞机需要按照预先设计好的航线进行平行往返拍摄，以此来获得具有一定重叠度的航空影像。随后再借助摄影测量学的基本原理以及立体测图设备，将拍摄到的图像组成立体模型，为地图测绘和地物判断等工作提供依据。从本质上讲，航空摄影测量就是对地物的空间关系进行量测，如高程、坐标以及距离等等，最终可获得平面图、地形图、影像图、三维地面模型。长期以来，航空摄影测量都是我国基本地图成图的主要方式，该技术最为显著的特点是制图速度快、精度高，这也是航空摄影测量技术在各个领域中获得广泛应用的关键。

二、航空摄影测量在南水北调工程项目中的具体应用

1.航空摄影测量+GPS测量在南水北调工程中的应用

南水北调工程可行性研究结束后，工程沿线的勘测工作陆续开始，最先开工的测区为南四湖，该测区拥有众多的水系，并且湖面非常宽广，同时还有大量的水利设施及航道。为了满足工程的勘测要求，决定采取航空摄影测量+GPS测量的方法进行野外作业。

1.1由于本次航摄并不是沿着东西方向飞行，所以需要在刺点说明上逐一标明北方向，同时在相邻航的每一片上清楚标注控制点的点位注记电号以及刺点片号。

1.2采用GPS、支导线、引点以及电磁波测距复合导线等方法测定相片控制点的平面坐标，其精度要求如下：平高控制点对最近基础控制点的平面位置中误差不得超过图上0.1mm、实地1m。

1.3使用VX300扫描仪对航摄影片进行扫描，由此获得25um的数字影像，随后采用空三自动转点模块对该影像进行识别和匹配，自动完成连接点的转刺。当绝对定向完成后，基本定向点的残差不得大于0.4mm、公共点平面残差不得大于1.0mm、多余控制点残差不得大于0.5mm（以上均为图上数据）。

1.4采用相应的数字测图软件建立该测区的文件，并将摄影机参数、控制点坐标等文件输入到软件当中，然后进行内定向，最后再选用人工方式将十字丝调整到框标中心位置处，同时严格对点精度。需要注意的是，应当对整个测区内的每一个立体模型进行逐个定向之后，才能将之转入到测图软件当中进行数字测图。

1.5在进行数字测图的过程中，可以借助外业调绘片并采用判读法进行测绘。在测绘图上用符号表示的各种地貌情况应当符合实地特征，如位置、方向、大小、形状等等，同时，外业没有明确表示的堤坝、陡崖、瀑布等应当在测图时进行比高。完成上述步骤后，便可将外业高程印入到立体模型当中，借此来检查其是否正确，并据此绘制等高线。

采用航空摄影测量+野外高程的方法对测区进行勘测，不但有效确保了成图精度，而且还进一步提高了测量作业效率。

2.无人机航空摄影测量在南水北调工程测量中的应用

2.1无人机航摄测量的优势。与传统的航测技术相比，无人机航测具有以下优势：①精度高。由于无人机采用的是低空飞行，从而使其摄影精度能够达到亚米级，精度范围在0.1-0.5m左右；②实时性。无人机本身具有灵活机动的特点，这使其受气候和空管的影响较小，能够随时随地进行摄影测量；③经济性。因无人机不需要飞行员驾驶，加之飞行设备和摄影器材都比较便宜，使其具备了良好的经济性；④安全性。无人机的起降不需要专用的机场，可在环境恶劣的条件下作业，即便发生坠机事故也不会造成人员伤亡。

2.2针对南水北调工程中线测量的实际需求，采用无人机航测能够满足带状地形图所需的精度，并且该技术具有自动化、智能化和精确度高等优势，可以快速准确地获取数字高程模型、正射影像图，为南水北调工程管理系统的建设提供了准确、可靠的数据信息，进一步推动了该工程顺利进行。同时借助三维地理信息系统的相关软件还能够实现带状地形图的可视化，这使得所有的数据信息更加直观。为使地物与地貌之间的关系准确表达出来，可以在三维建模的基础上对测区的DEM数据进行叠加，这样一来便可以达到地物与地貌两者的统一。

三、结论

总而言之，航空摄影测量技术作为基础测绘的重要组成部分之一，其在相关领域中的作用是显而易见的。为了推动该技术的应用和发展，在未来一段时期内，应当加大对航测硬件和软件的研发力度，并对整个行业的资源进行有效整合，借此来推动我国航空摄影测量业的健康、稳定、持续发展。

参考文献

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[2]崔迎迎.梅洋.南水北调项目IMU/DGPS辅助航摄测量技术实践研究[J].测绘与空间地理信息.2012（9）.