无人机倾斜摄影测量在架空输电线路测量中的应用

　　乌尔金

　　【摘 要】随着无人机技术的迅速发展，倾斜摄影测量已经成为测量领域的热门技术之一。在架空输电线路测量中，无人机倾斜摄影可以有效地获取高精度的数据，为输电线路的设计、运营和管理提供重要支持。本文围绕架空输电线路测量中的无人机倾斜摄影测量展开讨论，分析其优势，阐述架空输电线路测量中无人机倾斜摄影测量的应用要点，给出了应用建议，旨在为电力测量工作提供参考，提高测量的质量与效率，促进电力行业的发展。

　　【关键词】架空；输电；测量

　　引言

　　随着电力需求的增长和电网规模的扩大，行业对于架空输电线路的测量和监测需求也越来越迫切。传统的架空输电线路测量一般采用人工测量的方式，存在测量效率低、精度难以保证和人力成本高等问题；而无人机倾斜摄影测量技术由于其高效、高精度的特点，成为解决架空输电线路测量难题的理想选择。本文将对无人机倾斜摄影测量技术在架空输电线路测量中的应用进行探讨。

　　一、无人机倾斜摄影技术

　　无人机倾斜摄影技术是一种通过无人机搭载倾斜摄影仪实现多角度、全方位影像数据获取的新兴技术。通过无人机在空中飞行，倾斜摄影仪可以拍摄输电线路等目标的影像，获取不同角度、不同方向的影像数据。这项技术结合了航空摄影和地面摄影的优点，可以在一次飞行中实现对目标区域全面覆盖的同时获取高分辨率的影像数据[1]。

　　二、无人机倾斜摄影测量的优势

　　无人机倾斜摄影测量因其具有高效、高精度、低成本等多方面的优势，在架空输电线路等领域的测量应用中备受青睐。首先，无人机可以实现高效的数据采集，这大大缩短了测量的时间成本。无人机通过飞行，可以快速获取大量高分辨率的影像数据，实现对目标区域的全方位、全角度的摄影覆盖，为后续的分析和测量提供充分的数据支持。其次，无人机倾斜摄影测量具有较高的测量精度。借助高精度的倾斜摄影仪和精准的GPS定位技术，无人机可以准确获取目标区域的三维坐标信息，从而实现对输电线路等对象的精确测量和建模。这种高精度的测量结果可以为线路的管理和维护提供可靠的数据基础。再次，无人机倾斜摄影测量还具有低成本的优势。相比传统的人工测量方法，无人机测量不仅减少了人力成本和时间成本，还可以避免人员在高空和复杂环境中的作业风险，这大大提高了工作的安全性。最后，无人机设备具有购置和维护成本较低的特点，这使其具有较高的经济效益。随着技术的不断进步和应用场景的不断拓展，无人机倾斜摄影测量技术将在未来发挥越来越重要的作用[2]。

　　三、无人机倾斜摄影测量在架空输电线路测量中的应用要点

　　（一）像控点测量

　　像控点测量是无人机倾斜摄影测量在架空输电线路测量中常用的方法之一。在目标区域的地面上对像控点进行测量，可以提高无人机拍摄的影像匹配精度，从而实现对输电线路的测量和定位。在测量过程中，无人机会根据像控点的位置进行定位，确保影像数据的准确性和一致性；通过像控点测量，可以有效减小由于地形、光照等因素引起的影像畸变，提高数据处理和分析的准确性。这种方法可以有效应用于对输电线路的精细化测量和监测,从而为线路的规划、设计和维护提供可靠的数据支持。

　　（二）空中三角测量

　　空中三角测量是指对目标区域从不同位置拍摄的影像中的共同特征点进行三角计算，以实现对输电线路的三维坐标测量和建模。例如，测量不同位置的影像之间的角度和距离关系，可以恢复目标物体的三维空间坐标信息，实现对输电线路的精确定位和建模。在架空输电线路测量中，空中三角测量方法可以高效地获取目标区域的三维信息，为线路的规划设计和维护提供重要的数据支持。同时，空中三角测量还可以应用于对线路的遥感监测和变形分析，从而为线路的安全运行和维护提供科学依据。

　　（三）三维实景建模

　　三维实景建模是指通过在不同角度和位置拍摄目标区域的影像，利用倾斜摄影技术获取高分辨率的影像数据，实现对输电线路及周边环境的真实三维建模。对这些三维模型进行分析和处理，可以准确地识别输电线路的位置、高度、走向等信息，为线路的设计和管理提供重要参考。同时，三维实景建模还可以应用于对线路周围环境的地形、植被覆盖等情况进行分析，为线路的环境适应性评估和风险预警提供支持。

　　（四）平断面测量

　　平断面测量主要是在输电线路的特定位置上，通过对线路的横截面进行测量和分析，获取线路的高程和横截面形状等信息。通过平断面测量，测量人员可以准确了解输电线路在地面上的位置、高度变化等情况，为线路的优化设计和安全管理提供重要数据支持。平断面测量还可以应用于对线路周围环境的地形和地貌情况进行分析，为线路的运行和维护提供全面的信息参考。

　　（五）变化检测与监测

　　变化检测与监测是在无人机倾斜摄影测量中用于跟踪输电线路和周边环境变化的重要方法。测量人员通过定期使用无人机对输电线路及其周边区域进行拍摄，可以积累大量的影像数据，从而对这些数据进行对比分析。变化检测的核心在于识别和量化时间序列中的变化，包括线路的位移、结构损伤、周边环境的变化等。测量人员通过定期拍摄输电线路，对比不同时间的影像，可以监测到线路的变形、损坏或腐蚀情况，以预防和及时处理潜在的安全隐患；同时，监测输电线路周围环境的变化，如植被生长、地形变动、建筑物建设等，识别可能影响线路的安全性和维护需求的潜在因素；通过将不同时间的影像数据进行整合，利用影像处理技术对其进行精确的变化量化，生成详细的变化报告，进而制定合理的维护和修复计划。变化检测与监测不仅能帮助测量人员实时掌握输电线路及其周边环境的动态变化，还能为长期维护提供重要数据支持，提高线路的安全性和可靠性。这种方法的实施需要稳定的无人机飞行计划和高效的数据处理能力，以确保检测结果的准确性和时效性[3]。

　　四、无人机倾斜摄影测量在架空输电线路测量中的应用策略

　　（一）合理规划航线

　　合理规划航线可以提高数据获取的效率，减少测量过程中的误差，还可以确保数据的完整性和准确性。在规划航线时，测量人员需要充分考虑目标区域的特点、地形、环境和测量要求，以确保无人机能够有效覆盖整个目标区域并获取所需的倾斜摄影数据。首先，测量人员应对目标区域进行充分的调查和分析，确定需要测量的架空输电线路的范围和特点；再根据线路的长度、复杂程度及所需数据的精度要求，进行合理的分区划分和航线规划，确保每个区域都能够被充分覆盖。其次，测量人员应合理设置飞行高度、飞行速度、航线间隔等参数，这利于获得准确的数据信息。例如，合理的飞行高度和速度，可以保证数据的采集效率和质量；而适当的航线间隔，可以确保数据的重叠度和覆盖度，提高后续数据处理的精度和准确性。最后，测量人员应考虑航线的飞行路径，避免其与地形障碍物的碰撞或其他飞行安全问题，保证无人机能够按照预定航线稳定飞行，获取完整的倾斜摄影数据。

　　（二）设置合适的像控点

　　像控点是用来校正倾斜摄影数据的重要参考，可以提高数据的准确性和精度。首先，测量人员应在目标区域内合理布设像控点，以覆盖整个测量区域并确保数据的一致性。像控点的位置应该选在具有明显地理特征和易于识别的地点，以便后续对比和校正。其次，测量人员应根据数据采集设备的技术参数和要求，设置数量和间隔合适的像控点。一般来说，像控点的布设密度，应该根据目标区域的复杂程度和测量精度要求确定，以确保数据校正的有效性和准确性。最后，像控点的选取和设置应考虑与无人机飞行轨迹的对应关系，以便在后续数据处理中能够准确匹配和校正倾斜摄影数据[4]。

　　（三）选择适宜的倾斜摄影仪

　　倾斜摄影仪是用于获取倾斜摄影数据的关键设备，其性能和质量直接影响到测量数据的精度和准确性。首先，不同的倾斜摄影仪具有不同的技术参数和性能特点。在选择倾斜摄影仪时，测量人员需要根据测量需求和目标区域的特点，如分辨率、拍摄角度范围、数据采集速度等，选择适合的倾斜摄影仪，确保数据的获取效果最优[5]。其次，倾斜摄影仪需要保持稳定的姿态，这样才能够最大程度确保获取的倾斜摄影数据具有高质量和可靠性。因此，选择倾斜摄影仪需要考虑其稳定性和精确度参数，确保在不同环境条件下能够保持良好的拍摄效果。再次，倾斜摄影仪需要适应不同的环境条件和目标区域的特点，还需要能与其他设备或软件进行兼容，以确保数据的有效获取和处理。

　　（四）做好数据处理和分析

　　倾斜摄影在获取数据后，需要经过专业的数据处理和分析流程以得到准确、可靠的测量结果，从而促进电力输电线路的顺利设计、建设和运营管理。首先，测量人员需要对获取的倾斜摄影数据进行数据校正和配准，通过像控点进行定位和校正，消除误差和畸变，并检查测量数据的质量，确保数据的完整性和准确性。其次，测量人员要提取倾斜摄影数据的三维重构和地理信息，将倾斜摄影数据转化为三维模型或地理信息数据，对架空输电线路进行准确的测量和分析；在此过程中，需要考虑地形、环境等因素，以获取更准确的测量结果。最后，测量人员对数据进行分析，提取出关键信息，如杆塔位置、导线高度等，从而为输电线路的设计和维护提供参考；同时，利用地理信息系统（Geographic Information System，GIS）等工具，将测量结果进行可视化展示和管理，以支持实际的决策和操作。

　　（五）关注结果评估和应用

　　获取到的测量结果需要经过评估和验证，以确保其准确性和可靠性；也需要将其有效地应用于实际的电力输电线路设计和运营管理中，促进电力行业的进一步发展。首先，测量人员需要对测量结果进行评估和验证。通过对比实地现状、对比其他地理信息数据等方式，对测量结果进行质量检验和准确性验证，以确保数据的可信度和有效性[6]。其次，解读测量结果，给电力行业相关部门和决策者提供关键的信息，如输电线路的状态评估、维护和规划等，为电力输电线路的设计和运营提供支持和指导。再次，不断地对测量结果进行更新和优化，以确保数据的时效性和准确性。此外，测量单位应积极探索新的技术手段和方法，以提高测量结果的质量和应用效果，更好地支持电力输电线路的规划、建设和运营管理工作。

　　（六）保障无人机飞行安全

　　保障无人机飞行安全是进行无人机倾斜摄影测量的关键环节之一。飞行安全不仅关乎数据的获取质量，还直接影响到操作人员和设备的安全。首先，在每次飞行前，操作人员需要对无人机进行全面的检查，包括电池电量、导航系统、传感器和摄像设备的状态，确保所有系统正常工作，以避免在飞行过程中出现故障。其次，操作人员应根据目标区域的地形、环境和飞行任务，制定详细的飞行计划。计划中应包括飞行路线、飞行高度、飞行速度及可能的应急措施。特别是在复杂地形或拥挤区域，详细的飞行计划有助于避免碰撞和其他安全问题。再次，规划飞行路线应避开飞行禁区和潜在的障碍物，如高压电线、建筑物、树木等，确保无人机在飞行过程中不会受到干扰或碰撞。最后，天气条件对无人机的飞行稳定性影响重大。在飞行前检查天气预报，避免在强风、雷暴或其他恶劣天气条件下进行飞行；选择晴朗的天气进行飞行，可以提高影像质量和数据采集效率[5-6]。

　　结语

　　无人机倾斜摄影测量技术在架空输电线路测量中的应用，具有广阔的发展前景和应用价值。利用无人机进行倾斜摄影测量，可以实现对输电线路的高效、高精度测量和三维重建；在提高测量效率和精度的同时，减少测量人力和时间成本。未来，随着技术的不断进步和应用场景的不断拓展，无人机倾斜摄影测量技术将在架空输电线路测量中发挥越来越重要的作用。

　　参考文献：

　　[1] 李彪,闫勇,杨化超,等.无人机低空倾斜摄影测量精度实证研究[J].矿山测量,2020,48(05):123-126.

　　[2] 杨海龙.无人机倾斜航空摄影测量技术在不动产权籍调查中的应用[J].中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术,2022(05):136-138.

　　[3] 周小蓉,王晓璐,孙璨,等.无人机倾斜摄影技术结合BIM+GIS在城市隧道建设中的应用[J].智能建筑与智慧城市,2021,27(12):149-151.

　　[4] 吴维国,宋庆志,束庆波,等.无人机倾斜摄影测量技术在复杂电力工程勘测中的应用[J].通讯世界,2020,27(01):229-230.

　　[5] 王海波.无人机技术在架空输电线路通道巡检中的应用[J].光源与照明,2021,44(04):141-142.

　　[6] 伏坤,王珣,高柏松,等.无人机倾斜摄影测量技术在铁路突发地质灾害应急抢险中的应用[J].铁道标准设计,2021,65(03):59-63.