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中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术 12 基于航摄遥感技术的水利工程建设征地区域测绘方法 蔡运树 赣州市水利电力勘测设计研究院，江西 赣州 341000 摘要：摘要：随着水利工程建设的不断发展，征地区域测绘成为了水利工程建设的重要环节。而在现代技术的支持下，基于航摄遥感技术的水利工程建设征地区域测绘方法得到了广泛应用。传统区域测绘方法主要利用高空卫星遥感图像进行测绘，但这种传统测绘方法精准度以及效率较低，不利于水利工程开展后续施工。为提升测绘方法精度以及效率，以相应遥感技术参数为基础，矫正遥感图像，以便更好进行去噪、增强以及目标检测处理。以某水利工程为例，分析采用本测绘方法精度可达 96.88%，明显提升水利工程建设征地区域测绘效率，应用方法良好。关键词：关键词：航摄遥感技术；水利工程；征地区域测绘 中图分类号：中图分类号：TV221 0 引言 水利工程建设能有效控制与调节水量，从而满足社会发展以及人们生活需求，并承担着避免干旱、洪涝等灾害对人们生命以及财产受到影响作用。因此，在建设水利工程前准备阶段，为确保使用年限以及水利工程性能与质量，需要对水利工程建设征地区进行测绘。本文以航摄遥感技术为切入点，分析应用该技术主要流程，并以某水利工程为例，验证水利工程建设征地区域测绘方法可行性，确保工程选址具有较强合理性、可行性，并在工程运行阶段，测绘地图对工程进行沉降检测与形变观测，确保水利工程性能以及质量。1 基于航摄遥感技术的水利工程建设征地区域测绘方法原理 航摄遥感技术是利用航空器上的相机或激光雷达等设备，对地面进行高空拍摄或扫描，获取地面上的信息并进行处理的一种技术。在水利工程建设征地区域测绘中，利用航摄遥感技术可以获取大面积的地面信息，包括地形、地貌、植被、道路等，这些信息对于水利工程建设征地区域的规划和设计具有重要意义1。基于航摄遥感技术的水利工程建设征地区域测绘方法主要有以下三个步骤：（1）数据获取：利用航空器进行高空拍摄或扫描，获取区域内的地面信息。这些地面信息包括高程、坐标、植被覆盖度等。（2）图像处理：对获取的地面信息进行处理，包括图像纠正、特征提取等。通过图像处理，可以得到更加精确的地面信息，并且可以将地面信息与现有的地图、卫星图像等进行比对，以确保数据的准确性和可靠性。（3）数据应用：将处理后的地面信息应用于水利工程建设征地区域的规划和设计中。通过将地面信息与现有的地图、卫星图像等进行叠加，可以得到更加全面和准确的征地区域测绘结果，为水利工程建设提供了重要的参考依据。2 建设征地区域测绘方法要点分析 2.1 设定航摄遥感技术参数 水利工程建设征地区域精准度受到航摄遥感技术影响精度影响。因此，利用航空设备在采集区域遥感影响过程中，需要准确合理设置航空设备航线以及布设像控点等重要参数。在实践过程中，有关工作人员需要实现调查研究当前区域地质、条件等数据，确定航摄遥感影像成像比例尺，并依据相关数据，利用航空设备平高网与平面网的高程控制点以及计划航线数量，选择具有较强科学性、合理性的野外方式，进行布设像控点2。如表 1 所示，为布设航摄遥感像控点分析表。表 1 布设航摄遥感像控点分析表 成像比例尺 航空器规划经过像控点次数 分布控制像控点高线数量 高程像控点控制线数量 1:500 4N6 5 6 1:1000 4N7 7 6-10 1:1500 5 5 5 1:2000 3 3 4-6 依据表 1 实际要求，合理布设像控点基线。与其中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术 13 他类型工程相比，水利工程建设征地区域范围较广、较为复杂，在选取成像比例尺过程中，应基于区域内建筑物或者地形进行确定。按照等高线实际变化情况，相应调整航空设备飞行路径以及飞行高度。同时为获取到具有一定准确性、严谨性的位置信息，技术人员需通过分析 GPS 相关数据，确定观测控制点。在航空器飞行过程中，其三维实际坐标会不断发生变化，通常情况下，将 GPS 定位信息观测控制点作为测量固定点位。在控制点周围，应合理规划航行路线，避免 GPS信号受到电磁波等多种因素影响，同时也需确保反射器远离反射高地形。在实时定位航空器具体位置过程中，需要构建分析对象空间立体三维坐标，以基线为基础，GPS 信号进行结算，然后利用异部环以及同步环检验相应 GPS 数据，而结算出的 GPS 信号，则是遥感图像对象坐标，通过平移、转换等操作，将 GPS 控制点联网空间坐标转化为实际空间三维立体坐标。在实际计算过程中，利用最小二乘法，以两个坐标系之间的公共点为基础，以遥感成像的相机参数、分辨率以及计划飞行高度等参数为参考，确定遥感成像飞行参数3。在此期间，若已知遥控成像相机相应参数，可依据测绘要求避免分辨率，确定航空器实际飞行高度。如图 1 所示，为测绘成像分辨率预航摄高度实际关系图。图 1 测绘成像分辨率预航摄高度实际关系图 依据像控点位置、航空器飞行高度，确定其飞行路径航向拟合度。计算航空器航向拟合度以及飞行高度公式如下：Hflight=fcXrGXp1cox=cox+(1cox)hH1loY=lox+(1lox)hH1(1)如公式中航空器飞行高度、遥感相机焦距、地面分辨率分别用 Hflight，fc,rG表示；遥感成像元尺寸用 p 表示；loY为航空器旁向拟合度，cox为航空器不同航向拟合度；而航空遥感成像中的旁向拟合度与不同航向拟合度用 lox，coX表示；而遥感器遥感成像基准高度差则用 h 表示。通过公式（1）中的相关参数，准确获取到相关水利工程建设征地区域遥感图像。2.2 矫正遥感图像 在应用航摄遥感技术过程中，需要以镜头为基础，获取相应图像，通常情况下影响投影成像主要有航空器实际飞行状态以及镜头非线性畸变等因素。基于此，为提升在水利工程测绘过程中的精确度，需要及时矫正航摄遥感图像。图 2 矫正航摄遥感图像分析图 在分析水利工程建设征地区域测绘方法过程中，在矫正遥感图像过程中，主要采用内插以及重采样相结合方式进行。通过公式（2）进行分析，获取到几何矫正参数之后，实际遥感图像元坐标为：X=FX（x，y）Y=FY（X，Y）（2）在公式（2）中 2,初始航摄遥感图像元坐标用(x,y)表示，用（X，Y）表示校正后的元坐标；而采样坐标变换函数则用 Fx 和 Fy 表示。（X，Y）元坐标经过校正之后，将初始像元(x,y)灰度值赋予其中。但在数据计算和统计期间，初始原坐标可能不为整数，因此可采取差值运算的方式，计算相应原坐标灰度值。中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术 14 基于当前水利工程建设征地区域测绘工程对测绘效率以及数据准确性、实时性要求，基于当前内插函数优点与缺点，本次计算主要采用双线性计算方式，计算遥感图像任意坐标像元灰度值。2.3 处理遥感图像 在水利工程建设区域测量中，合理应用航摄遥感技术，但因采用该技术具有遥感图像信息量较大特点。因此，为确保获取到具有准确性、合理性以及严谨性的空间细节、地物等信息，需技术人员处理遥感图像相关数据信息。在航空器进行航拍作业时，会受到飞行稳定性、太阳光线以及镜头曝光度等因素影响，可能导致遥感图像中的灰度值较为集中，从而对测绘信息读取造成较大影响。因此，本次研究主要采用小波变换方法，处理航摄遥感图像中的噪声。为确保测绘精确度，使用二维双树小波变换方法进行4。因此，采用小波变换方法对航摄遥感图像进行去噪和图像增强处理。考虑到测绘的精度，使用二维双树小波变换方法对遥感图像进行处理。该方法主要是利用高通与低通双正交滤波器进行采样，然后利用采样期间具有的延时特点，可相应选择方向，从而实现增强遥感图像中列、行正频信息，减弱负频抑制信息，更好的完成遥感图像降噪任务。在采集过程中，航摄遥感图像可能受到地物光谱等因素影响，使得背景信息被认为是变化图像，进而工程测绘信息缺乏准确性。为确保遥感图像准确性和严谨性，可使用 KICA 算法进行变换检测。在使用 KICA算法过程中，需要计算图像信号序列灰度值，以便构建协方差矩阵。可基于线性代数原理，计算协方差矩阵的特征向量、特征值。在高维空间中，选用高斯核参数计算图像信号内积，从而实时检测遥感预想实际变化。3 航摄遥感技术的水利工程建设征地区域测绘方法验证 3.1 设计验证方案 以某地区水利工程为例，在划分工程范围之后，合理应用上述设计的区域测绘方法以及传统遥感技术对施工范围进行测绘。依据上述两种测绘方法实际要求，设置不同采集信息 2 参数，以便完成相关区域测绘操作。在实践中，需确保设置参数以及测绘方法本身操作一致，同时在处理相关数据过程中，剔除人为等不良因素对测试结果使得影响5。在验证测绘方法期间，测绘结果以及实际测绘数据信息均一致，并将已知结果作为衡量方法准确性标准值，避免对两种方法进行评价。如图 3 所示，为该水利工程区域不同比例分析图，然后在该地区对两种测绘方法进行分析验证。在具体分析验证过程中，主要分析 Kappa 系数和特征信息提取精度。将两个待测区域分为五个子区域，然后使用两种测绘方法对同一区域进行测绘，分析两种测绘实际耗费时间，从而评价两种测绘方法测绘效率。如表 2 所示，对比分析 Kappa 系数以及图像信息提取的精确度结果。图 3 某水利工程区域卫星云图 表 2 对比分析 Kappa 系数以及图像信息提取精确度结果 特征数量 本次设计的测量方法 提取精度/%Kappa 系数 对照方法 提取精度/%Kappa 系数 1 96.6 0.743 74.6 0.734 1 96.7 0.725 75.2 0.776 2 98.4 0.851 79.3 0.601 2 98.3 0.854 81.5 0.639 3 98.4 0.817 82.4 0.736 3 94.5 0.786 83.8 0.762 4 94.8 0.779 81.5 0.678 4 98.1 0.836 82.7 0.638 3.2 结果验证 中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术 15 通过对表 2 进行分析研究发现，Kappa 系数最低为0.725 高于对照办法 0.698，说明在实际地物信息几何形以及提取信息方面更佳，采用本次设计的测量方法精确度为 96.88%大于对照方法平均精确度 80.10%，说明该方法准确性更高。通过对上述数据进行分析研究发现，采用基于航摄遥感技术设计的测绘方法，对水利工程进行测绘时，在提升测绘精准度的同时，有效缩短测绘消耗时间，及时准确获取到遥感图像中的地物信息。4 结语 综上所述，为确保水利工程建设质量，需要在准备阶段进行工程区域测绘，而测绘效率与准确率与工程修建、设计以及维护等环节有着紧密的联系。因此，需要基于水利工程建设基本条件，合理应用航摄遥感技术，提升测绘分辨率以及效率，确保工程建设速度。参考文献 1冯骥.工程测绘中无人机遥感测绘技术应用分析J.科技创新与应用,2022,12(32):166-169.2褚福侠,蔡大成,赵新童.无人机遥感技术在工程测量 中 的 应 用 分 析 J.科 技 创 新 与 应用,2022,12(26):186-189.3吴金明.无人机遥感测绘技术在工程测量领域中的应用分析J.中国高新科技,2022(15):150-152.4黄海鹏.低空无人机航摄遥感测绘技术在测绘领域的应用分析J.科学技术创新,2022(05):38-41.5林祥伟.无人机遥感技术在测绘工程测量中的应用分析J.居舍,2021(25):179-180.