摘要：無人機航測技術(shù)越來越成熟，在水利行業(yè)可用于測繪水庫地形圖。固定翼無人機，旋翼無人機具其自身的優(yōu)勢。針對貴州范圍內(nèi)的特殊地形采用不同的無人機可以大大增強作業(yè)效率，用更少的時間，創(chuàng)造更高效的業(yè)績，也是無人機未來發(fā)展的方向之一。

　　【關(guān)鍵詞】水利工程 測繪工程 無人機

　　1引言

　　測繪科學(xué)以及技術(shù)的不斷發(fā)展，航測成圖在水庫庫區(qū)測繪中已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，在中大比例尺地形圖測繪中扮演著重要的角色。相較于傳統(tǒng)航空攝影測量，無人機航測成本低廉，方便快捷，獲得影像為比傳統(tǒng)航攝儀的融合彩色更加逼真地RGB自然彩色，獲得影像分辨率更高，可用于1：500，1：1000和1：2000等大比例尺地形圖的測繪。

　　2貴州自然地理情況

　　貴州的地貌類型復(fù)雜，以山地為主，約占全省總面積的87%，丘陵占10%，盆地、河流階地和河谷平原僅僅占3%。貴州境內(nèi)地勢西高東低，自中部向北、東、南三面傾斜，呈三級階梯分布。第一階梯平均海拔1550米以上，第二階梯平均海拔在800—1500米左右，第三階梯平均海拔在800米以下。整體地勢起伏較大，對于飛行作業(yè)來說難度較大。貴州的水資源總量豐富，年降水量1100至1300毫米，地表水資源量超過1200億立方米。河流坡度陡，天然落差大，水能資源達1874.5萬千瓦，排名中國第六位。每平方千米擁有水能資源106千瓦，列國內(nèi)第三。境內(nèi)水資源相對豐富，其特點：分布均、造價低、發(fā)力高、區(qū)位優(yōu)。對于飛行作業(yè)來說，項目多且復(fù)雜，具有很強的市場適用性。

　　3無人機的分類

　　無人機分類包括：1)多旋翼無人機2)固定翼無人機3)撲翼機4)直升機等等機型。由于考慮經(jīng)濟成本以及貴州復(fù)雜的作業(yè)條件。常常采用以下常用的無人機：1)多旋翼無人機2)固定翼無人機

　　3.1多旋翼無人機

　　多旋翼無人機的飛行原理是依靠各個機臂上的螺旋槳轉(zhuǎn)翼產(chǎn)生的升力來平衡飛行器的重力，依靠某一方向的旋翼傾斜產(chǎn)生水平方向的推力前進。其功力結(jié)構(gòu)相對簡單，飛行方式更加多樣化。

　　3.2固定翼無人機

　　固定翼無人機在飛行原理上與飛機類似，依靠螺旋槳或者渦輪發(fā)動機產(chǎn)生的推力作為飛機向前飛行的動力，主要的升力來自機翼與空氣的相對運動。

　　4無人機的特性

　　4.1旋翼無人機

　　旋翼無人機的垂直升降的設(shè)置使得其對于起飛場地的要求比較低，在極端惡劣的條件下甚至能用手托舉進行起降。廣泛適用于各種山區(qū)、高原等地勢不開闊的區(qū)域。貴州修建的水庫常常在坐落于峽谷地區(qū)，中間低，兩邊高，小范圍內(nèi)相對高差通常可達到200米。庫區(qū)兩岸山脈地表起伏不一，拍攝此類水庫庫區(qū)時常常采用旋翼無人機，根據(jù)高差分航帶設(shè)置航線，在保證安全的飛行高度的同時，又可以盡可能的拍攝出滿足重疊度影像資料。由于旋翼無人機都是采用的無刷電機，因此可靠性較高，飛行過程中抗氣流能力較固定翼的強，所以其安全性更顯得恰當(dāng)。由于旋翼無人機的航飛姿態(tài)較好，其搭載傾斜攝影之后便能更加清晰的拍攝出壩體側(cè)面的結(jié)構(gòu)以及兩岸的山壁的細節(jié)紋理，也可以應(yīng)用于貴州山區(qū)的壩體區(qū)域三維立體圖形的外業(yè)拍攝。由于其懸停能力強，適用于定點拍攝某一特定對象，所以其也適用于拍攝細膩獨特的環(huán)境景區(qū)效果圖，比如濕地公園的展覽圖等等。但是其需要大于機身重力的大推力電機才能飛起來，并且其都是電池續(xù)航，加上其每個飛行動作都需要電力維持，所以其飛行續(xù)航能力較短，一般15-25分鐘以內(nèi)，并且飛行速度較慢，通常小于36千米每小時，所以其只適用于范圍不大的區(qū)域。并且冬季時候貴州山區(qū)高空溫度低，對電池性能穩(wěn)定性有影響，更是對其單次作業(yè)量有所削減，因為在設(shè)計航線時得留出更充足的電量返航。試驗采用MD4-1000無人機，其源自德國Microdrones公司的技術(shù)，由佛山安爾康姆公司生產(chǎn)的四軸旋翼無人機。

　　4.2固定翼無人機

　　相較于旋翼無人機，固定翼無人機可以裝載更大的電池和設(shè)備，并且在空中滑翔時有一定的上升升力支持。所以同樣容量的電池可以飛行更長的時間。通常其巡航速度可以達到80千米每小時，所以作業(yè)范圍長，適用于河道治理工程、引水管線工程以及水資源保護區(qū)設(shè)立等大范圍的作業(yè)。考慮到在貴州區(qū)域地形的復(fù)雜情況，在航線規(guī)劃上稍微太高相對航高以確保安全下，其完全滿足1:2000的數(shù)字線劃圖的精度要求。固定翼無人機由于其起飛模式，所以需要較長較平坦的跑道來提供一個起飛速度。加上其飛行速度較快，抗氣流能力較弱，攝影抖動較旋翼無人機明顯，并且有一定的側(cè)翻危險。所以對無人機操作員和飛行時的環(huán)境因素要求較高。

　　5總結(jié)

　　旋翼無人機的廣泛應(yīng)用于小范圍的航空攝影，由于其出色的穩(wěn)定性和靈活能力，在貴州區(qū)域水利行業(yè)中常用于庫區(qū)影像拍攝，構(gòu)建壩體三維模型以及拍攝自然景區(qū)展示效果圖等等。但是由于其電池消耗大，載重小，所以作業(yè)效率較固定翼無人機小。其滿足生產(chǎn)三維立體模型，3D產(chǎn)品以及1:1000數(shù)字線劃圖的精度要求。固定翼無人機較旋翼無人機來說，其速度快，續(xù)航能力強，作業(yè)范圍廣，作業(yè)效率較高，但是由于起飛條件、作業(yè)區(qū)域高程控制以及對無人機操作員的要求較高，所以其有一定的局限性。在貴州區(qū)域水利行業(yè)中常用于河道治理工程、引水管線工程以及水資源保護區(qū)設(shè)立等大范圍的作業(yè)。其滿足生產(chǎn)1：2000數(shù)字線劃圖的精度要求。無人機航測遙感技術(shù)作為近幾年新型的測量工具，其經(jīng)濟效益是非常可觀的。但是盡管無人機的測量效率高，其在測量精度方面還是無法和傳統(tǒng)的數(shù)字全站儀、網(wǎng)絡(luò)RTK等儀器相比，因此，無人機航測遙感技術(shù)還有很長的發(fā)展道路值得我們?nèi)グl(fā)展探索。

　　作者簡介：陳嘉，1992年生，男，本科，助理工程師，研究方向：水利工程方面的測繪，包含工程測量、航攝測量、變形監(jiān)測等。

　　參考文獻

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　　《水利工程測繪工程無人機的運用》來源：《水利水電工程設(shè)計》，作者：陳嘉