水文氣象勘測(cè)的主要目的是[1]：評(píng)價(jià)廠址或者站址是否受河道及坡面洪水影響；線路跨河河段水位分析；微地形、微氣象區(qū)識(shí)別等方面。目前主要的方法是根據(jù)已有及測(cè)量專業(yè)提供的地形圖信息，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)踏勘獲取必要的水文氣象信息服務(wù)工程需求。但是目前現(xiàn)有的地形圖普遍版本較早，不能有效的代表當(dāng)下項(xiàng)目所在地的下墊面及地形信息。并且由于測(cè)量專業(yè)測(cè)圖工期長(zhǎng)、成本高，對(duì)于一些新能源項(xiàng)目，項(xiàng)目地范圍較大，給測(cè)量及水文氣象勘測(cè)造成了很大的困難。因此，在利用新興的無人機(jī)技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及處理將是今后水文氣象勘測(cè)發(fā)展的新趨勢(shì)。無人機(jī)是無人駕駛飛機(jī)的簡(jiǎn)稱[2-5]，它操作靈活、成本低、效率高、應(yīng)用范圍廣。隨著飛控技術(shù)及通信技術(shù)等的發(fā)展，無人機(jī)將實(shí)現(xiàn)多功能、高速度、長(zhǎng)航時(shí)、小體積、全隱身及智能化，將會(huì)更好地服務(wù)行業(yè)使用。目前國內(nèi)市場(chǎng)上各種用途、各種性能的無人機(jī)類型眾多。低空無人機(jī)飛行平臺(tái)總體上分為固定翼無人機(jī)、旋翼無人機(jī)(無人直升機(jī))和無人飛艇三種，續(xù)航時(shí)間從1h左右延長(zhǎng)至數(shù)十個(gè)小時(shí)，任務(wù)荷載從幾公斤達(dá)至幾十公斤，已廣泛應(yīng)用于城市規(guī)劃、工程勘測(cè)、資源調(diào)查、環(huán)境保護(hù)等諸多領(lǐng)域[6,7]。

1試驗(yàn)概況

本次研究選取位于陜西省榆林市某一風(fēng)電廠的第18號(hào)風(fēng)機(jī)位，進(jìn)行無人機(jī)實(shí)驗(yàn)。使用的無人機(jī)為DJIGSPro，飛行區(qū)域?yàn)?00m×300m，共獲取441張圖像，相片清晰度較好，選取的相機(jī)為FC6310，像幅寬度(pixel)：5472，像幅高度(pixel)：3648，底片寬度(mm)：12.8，焦距(mm)：8.56，飛行高度50m。

2無人機(jī)影像處理

本次試驗(yàn)獲取的示例照片見圖1和圖2，可以看出，照片清晰度較好，植被及車輛清晰可見，能夠很好的反映下墊面地形地貌，植被及基礎(chǔ)設(shè)施情況。根據(jù)上述試驗(yàn)概況數(shù)據(jù)，利用快拼軟件進(jìn)行拼接，得到影像后進(jìn)行拼接線處理(拼接線要盡可能繞過房屋，對(duì)拼接線落在房屋上進(jìn)行處理)、數(shù)字高程模型(digitalelevationmodel,DEM)處理(主要是過濾房子，獲得精度較高的高程模型)、數(shù)字正射影像圖(digitalorthophotomap,DOM)處理后(同一地物出現(xiàn)在多張照片上，因拍攝角度問題，可以選擇更清楚效果更好的照片進(jìn)行替換)。通過上述過程，完成編輯任務(wù)，得到修正后的影像圖輸出，見圖3。處理后的圖像除了邊角部分外，中心研究區(qū)域拼接較好，與現(xiàn)實(shí)下墊面一致。將處理完成的影像圖導(dǎo)入GlobalMapper后進(jìn)行處理，進(jìn)行水文氣象參數(shù)提取。18號(hào)風(fēng)機(jī)3D立體位置見圖4。

3無人機(jī)影像信息提取

根據(jù)電力水文氣象的勘測(cè)要求，水文氣象踏勘工作可以分為兩個(gè)方面：定性來說水文氣象勘測(cè)需要了解項(xiàng)目所在地的流域信息，根據(jù)項(xiàng)目位置判斷是否要考慮河道沖溝洪水影響，判斷塔基是否受洪水影響，了解河道水工建筑物情況等；定量來說水文氣象勘測(cè)則需要有流域特征數(shù)據(jù)、河道斷面數(shù)據(jù)、沖溝數(shù)據(jù)以及塔位處地形信息等。因此，根據(jù)以上要求，對(duì)風(fēng)機(jī)影像圖做兩方面的分析。1)定性分析：由圖3和圖4可以看出，風(fēng)機(jī)位于局部最高點(diǎn)，下墊面為黃土，溝壑縱橫，植被較好，山梁上主要為灌木，溝道中黃土裸露，分布有少許樹木，附近沒有河流及水工建筑物。通過處理后的無人機(jī)影像，能夠讓我們直觀，整體的了解下墊面情況。2)定量分析：流域及溝道參數(shù)獲�。罕敬畏治鼋柚鶪lobalMapper，以地圖3左上角沖溝為例，提取該區(qū)域的面積、溝長(zhǎng)、比降及斷面信息。在GlobalMapper中勾畫沖溝流域面積見圖5，經(jīng)過測(cè)量，得到區(qū)域面積為0.012km2；提取沖溝溝長(zhǎng)，見圖6。經(jīng)過測(cè)量，沖溝溝長(zhǎng)為160.00m，根據(jù)提取出的溝長(zhǎng)excel數(shù)據(jù)，計(jì)算溝道比降為28.77‰。除了提取以上信息，還可以得到任意一處的斷面信息，見圖7。根據(jù)黃線的位置，提取出斷面形狀及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)excel，可以用于水文氣象專業(yè)軟件EHP等使用，excel中繪制的斷面圖見圖8。

4討論與結(jié)論

通過以上試驗(yàn)，可以看出通過無人機(jī)技術(shù)，配合現(xiàn)有的圖像處理技術(shù)，可以快速、準(zhǔn)確地提取研究區(qū)域下墊面的基礎(chǔ)信息，對(duì)一些交通不便、范圍較大、下墊面條件復(fù)雜的區(qū)域，無人機(jī)技術(shù)可以避免因不清楚項(xiàng)目區(qū)下墊面情況而產(chǎn)生的主觀臆斷現(xiàn)象，有利于水文氣象勘測(cè)的開展及提高效率。本文將無人機(jī)技術(shù)與水文氣象勘測(cè)相結(jié)合，雖然研究所選區(qū)域較小，但在無人機(jī)及其相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用中仍存在以下不足，需后續(xù)做進(jìn)一步研究：1)風(fēng)機(jī)位置沒有實(shí)測(cè)的地形圖，通過處理影像后獲取的數(shù)據(jù)沒有與傳統(tǒng)的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，不能確定地形參數(shù)精度。2)圖像處理技術(shù)及航線規(guī)劃還不夠完善，特別是對(duì)研究區(qū)域的邊角，成圖效果不好。因此，在后續(xù)研究中還需擴(kuò)大研究區(qū)域，進(jìn)行準(zhǔn)確的精度評(píng)價(jià)，使獲取的數(shù)據(jù)更好地服務(wù)于水文氣象勘測(cè)工作。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙家敏．電力工程水文氣象工作發(fā)展與展望[J]．電力勘測(cè)，1997，12(4)：17-22．

[2]陳杰，董小華，劉向鋒，等．黑河流域中游無人機(jī)遙感影像數(shù)據(jù)處理[J]．地理信息世界，2014，21(1)：63-67．

[3]臧克，孫永華，李京，等．微型無人機(jī)遙感系統(tǒng)在汶川地震中的應(yīng)用[J]．自然災(zāi)害學(xué)報(bào)，2010，19(3)：162-166．

[4]趙業(yè)隆，吉長(zhǎng)東，杜全葉．電力線巡檢的無人機(jī)數(shù)字正射影像制作[J]．測(cè)繪科學(xué)，2018，43(9)：146-152．

[5]曹志偉．無人機(jī)技術(shù)研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)[J]．科技論壇，2017(4)：57．

[6]肖軍輝，伍麗萍．無人機(jī)遙感技術(shù)在現(xiàn)代礦山測(cè)量中的應(yīng)用探討[J]．世界有色金屬，2018(7上)：23-25．

[7]湯明文，戴禮豪，林朝輝，等．無人機(jī)在電力線路巡視中的應(yīng)用[J]．中國電力，2013，46(3)：35-38．