无人机在河流环境调查中的应用

无人机在河流环境调查中的应用郑州数联空间科技有限公司技术部周见在环境调查中，对地理信息的需求通常有如下困难：大面积观测、多时相观测、复杂区域观测、所需数据成果的多样性。而无人机低空摄影测量技术的兴起，为环境调查尤其是长度较长、区域复杂的河流环境调查提供了极大的便利。1无人机航空摄影测量系统简介无人机航空摄影测量系统是由无人机技术、遥感与测量技术、计算机技术等共同发展而融合的新技术，通常由硬件（包括无人机、相机、计算机等）、软件（地面站控制软件、相片处理软件、影像应用软件等）和售后服务团队组成。无人机航空摄影测量相对于常规测量具有如下的优势：1）机动性、灵活性、安全性。无人机复杂条件起降、飞行、危险恶劣环境下（森林火灾、火山爆发等）直接获取影像。2）低成本获取数据。无人机遥感系统的购置、运行成本都大大低于卫星和载人飞机，其对场地和人员的技术要求也比载人飞机低，且日常维护简单，使遥感数据的获取成本大大降低。3）大面积观测。无人机观测的面积和多个因素相关，例如相机、需求的分辨率、飞行高度、飞行时间。以下是在10cm的分辨率下，不同传感器的飞行高度以及单张照片的覆盖面积。地面分辨率传感器飞行高度单张照片覆盖范围10cmCanonIXUS125HS330m472mx354mSonyNEX-5R320m499mx332mSonyRX1R580m592mx396m4）复杂区域观测。对于一些复杂区域例如河流、滩涂等常规测绘工具难以进入的区域，无人机测绘具有巨大优势。5）分辨率高、多角度。低空多角度拍摄，直接获取地面纹理信息，有效避免卫星遥感和普通航空摄影测量建筑物遮挡问题。空间分辨率能达到分米甚至厘米级，可用于构建精确的数字模型和三维立体景观图。6）成果丰富。无人机航空摄影测量系统能够提供丰富的测量成果，如点云、DEM、DSM、DOM，甚至三维模型。2无人机航空摄影测量一般工作流程通常无人机测量的工作流程有以下几步：航线规划、控制点布设（如果需要）、无人机野外航测、像控点采集（如果需要）、相片获取、数据处理、数据应用等。3无人机航空摄影测量在河流环境调查中的应用案例3.1涧河流域环境调查正射影像图(DOM)数字高程模型(DEM)彩色点云及三维模型涧河发源于河南陕县观音堂，全长104公里，流域面积1430平方公里，于洛阳市区瞿家屯流入洛河。该河两岸分布着多家企业和众多的居民地，排污严重。应郑州大学环境技术咨询工程公司所托，利用无人机航空摄影测量技术，获取基础的地理信息数据。本次调查所用无人机为飞梭TEZ复合材料版无人机。经过处理，获取的成果有10cm分辨率的DOM、点云等。从高分辨率的正射影像上，我们可以宏观且清晰的观察河流得到水质、沿岸的排污企业、甚至排污口。水质观察河流沿岸的排污企业排污口将正射影像导入到谷歌地球，可以清晰地看出，无人机获取的正射影像跟原谷歌影像完美“拟合”，这样能查看排污口在地球上的绝对位置，方便工作人员实地查找。排污口在地球上的绝对位置3.2淮河信阳段采砂现状调查淮河信阳段有着丰富的河砂资源，对河砂的大量攫取，对河床和河流环境造成了巨大的破坏。该次调查利用飞梭TEZ无人机，搭载sonyA5100相机获取影像，经过处理，得到分辨率20cm的正射影像，从影像上，我们可以清楚地看到采砂船和被破坏的河床。采砂船破败不堪的河床3.3山东大汶河环境调查大汶河发源于山东旋崮山北麓沂源县境内，汇泰山山脉、蒙山支脉诸水，自东向西流经莱芜、新泰、泰安、肥城、宁阳、汶上、东平等县、市[1]，汇注东平湖，出陈山口后入黄河。干流河道长239公里，流域面积9098平方公里。习惯上东平县马口以上称大汶河，干流长209公里，流域面积8633平方公里泰安大汶口以上为上游，大汶口至东平县戴村坝为中游，戴村坝以下为下游，为大清河。东平县马口以下称东平湖区，流域面积（不包括新湖区）465平方公里。本次调查范围自上游莱芜市钢城区颜庄镇段至泰安市东平县戴村坝，共约140km，所用无人机型号为飞梭TEZ无人机，搭载相机为sonyrx1r相机。从APS软件处理的成果10cm分辨率的DOM上可以清楚地看到河流的水质等状况，例如水面上的养鱼场等，可以清晰可辨。