無人機(jī)航測技術(shù)在土地綜合整治中的應(yīng)用研究

常運(yùn)燾

摘要：近二十多年來，我國的土地開發(fā)整理工作經(jīng)歷了從社會自發(fā)到政府自覺、從小范圍到大規(guī)模、從分散到集中、從目標(biāo)單一到具有綜合目標(biāo)的發(fā)展歷程，取得了一定的效果，并逐步被社會所認(rèn)知。但是在土地整理工作的實(shí)踐中，仍然存在一些問題阻礙土地整理工作的進(jìn)展，本文針對無人機(jī)航測技術(shù)在土地綜合整治中的應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：無人機(jī)航測技術(shù)；土地綜合整治；應(yīng)用

土地綜合整治作為調(diào)整土地利用結(jié)構(gòu)、促進(jìn)土地合理利用的重要手段，在提高土地利用率、實(shí)現(xiàn)土地資源的合理配置等方面起到了重要作用。而無人機(jī)航測技術(shù)是一種新型高效的土地開發(fā)整治工程勘察技術(shù)手段，擁有高機(jī)動性、低成本、實(shí)時對地觀測等眾多優(yōu)勢，無人機(jī)航測技術(shù)在土地綜合整理工程測繪等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

1 無人機(jī)航測技術(shù)概述

1.1 基本組成

無人機(jī)的基本組成有兩部分：（1）基于無人機(jī)的飛行平臺，能夠在無人機(jī)平臺中搭載高清攝像機(jī)，并且由地面控制臺進(jìn)行控制，對飛行的狀態(tài)與目標(biāo)予以實(shí)時監(jiān)控，確?？梢詫?shí)現(xiàn)任意飛行狀態(tài)；（2）高清民用攝像機(jī)，被固定于飛行器中，在嚴(yán)密性符合標(biāo)準(zhǔn)的情況下保證不掉落。通過對高清民用攝像機(jī)的應(yīng)用，可以在短時間內(nèi)對目標(biāo)影像進(jìn)行拍攝與獲取，借助攝影的方式分析并判斷地理環(huán)境的分布以及土地使用的狀態(tài)，并在計算機(jī)中輸入電子數(shù)據(jù)，為土地整治項目的開展提供必要的保障。

1.2 重要作用

第一，飛行控制系統(tǒng)作用。對無人機(jī)的應(yīng)用需要借助飛行控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，這同樣是無人機(jī)航測過程中最基本的控制系統(tǒng)，成為無人機(jī)飛行方面的控制核心。其中，飛行控制系統(tǒng)對GPS定位導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)用，通過地面控制臺進(jìn)行聯(lián)合控制，對無人機(jī)飛行與導(dǎo)航進(jìn)行合理地引導(dǎo)，對其具體位置準(zhǔn)確定位，并且獲得無人機(jī)實(shí)際的飛行高度與速度，保證其接受地面控制的信息內(nèi)容，使其能夠飛行至目標(biāo)區(qū)域展開作業(yè)，獲取需要拍攝地區(qū)的地形狀況圖片與數(shù)據(jù)。

第二，地面控制系統(tǒng)作用。對無人機(jī)航測技術(shù)應(yīng)用的過程中，地面控制系統(tǒng)同樣發(fā)揮著不容忽視的作用。其中，系統(tǒng)會事先為無人機(jī)飛行路線進(jìn)行考察與規(guī)劃，并且系統(tǒng)內(nèi)部軟件還能夠為工作人員提供控制面板，對無人機(jī)飛行參數(shù)和飛行目標(biāo)予以有效控制。除此之外，地面控制系統(tǒng)能夠結(jié)合控制面板對無人機(jī)飛行的狀態(tài)進(jìn)行修正，以保證無人機(jī)向目標(biāo)區(qū)域飛行，最終獲取所需的數(shù)據(jù)信息。

1.3 基本特點(diǎn)

伴隨衛(wèi)星遙感與大飛機(jī)遙感迅速發(fā)展，低空無人機(jī)航空攝影測量這一全新的航空遙感技術(shù)被研發(fā)出來，并被應(yīng)用在土地整治項目當(dāng)中。

2 無人機(jī)航測技術(shù)運(yùn)用在土地整治項目中的優(yōu)勢

在土地整治項目中引入無人機(jī)航測技術(shù)，具體表現(xiàn)在多個方面，不僅能夠直接反映土地整治項目實(shí)施成果，與項目實(shí)際需要相吻合，同樣還能夠在豐富工作形式的同時提高工作效率，正確地判斷關(guān)鍵數(shù)據(jù)的真實(shí)程度。

2.1 直接反映土地整治項目實(shí)施成果

無人機(jī)航測技術(shù)中的正射影像圖，其分辨率極高，可以對道路與水利工程等狀況清楚地觀看，不僅可以將項目全貌縮小形成影像圖，同樣能夠?qū)挝还こ痰木唧w狀況進(jìn)行擴(kuò)大。由此可見，無人機(jī)航測技術(shù)對土地整治項目成果可以直接反映。

2.2 與項目實(shí)際需要相吻合

對無人機(jī)航測技術(shù)的應(yīng)用，能夠借助高像素的數(shù)碼相機(jī)與GPS-PTK技術(shù)綜合運(yùn)用完成測繪并獲取像控點(diǎn)，在后期處理軟件的作用下，能夠保證平面位置的誤差與正射影像空間分辨率與1∶2000的地形圖測繪凈度相吻合，達(dá)到土地整治項目具體的需求。如果無人機(jī)飛行拍攝的高度下降亦或是強(qiáng)化數(shù)碼相機(jī)像素，可以實(shí)現(xiàn)影像圖分辨率的顯著提高，確保航測的精準(zhǔn)度滿足要求。

2.3 豐富工作形式的同時提高工作效率

在土地整治項目中引入無人機(jī)航測技術(shù)，最主要的目的就是為項目的檢查與驗收提供有價值的參考依據(jù)。完成航測以后，即可對正射影像圖進(jìn)行制作，有效地節(jié)省了工作的時間，尤其是數(shù)字線劃圖時間。即便航測內(nèi)外業(yè)時間與一般所需時間差異不大，但在將航測影像圖引入以后，就可以在較短的時間內(nèi)確定項目檢查與驗收工作的抽查地塊，提供有效的數(shù)據(jù)作為參考，更準(zhǔn)確地測算出溝渠的長度與硬化道路，甚至是新增更低面積的數(shù)據(jù)也能夠獲取，一定程度上提高了檢查與驗收工作的質(zhì)量以及效率。

2.4 正確判斷關(guān)鍵數(shù)據(jù)的真實(shí)程度

在靈活運(yùn)用高分辨率正射影像的過程中，可以實(shí)現(xiàn)針對地類與施工單位提供竣工圖和新增耕地圖的疊加與對比，進(jìn)而準(zhǔn)確地判斷新增耕地圖當(dāng)中的新增耕地范圍線，對新增耕地差值進(jìn)行有效地量算。

3 無人機(jī)航測在土地整治項目中的運(yùn)用

3.1 嚴(yán)格按照作業(yè)流程開展工作

對無人機(jī)飛行航線進(jìn)行設(shè)計的時候，需要與以下指標(biāo)相互結(jié)合：

與社區(qū)范圍和平均基準(zhǔn)面的高程進(jìn)行結(jié)合，貫徹落實(shí)航線設(shè)計工作，確保能夠在相同拍攝區(qū)域，并且高差不應(yīng)超過設(shè)計航高1/6，測區(qū)航向重疊不允許低于65%。在此基礎(chǔ)上，應(yīng)保證旋偏角不超過15°，像片傾角不超過5°。針對像控點(diǎn)的測量，應(yīng)借助影像拼接軟件，對正射影像圖進(jìn)行生成，并將其當(dāng)做工作的底圖。隨后，將GPS-PTK技術(shù)引入其中，根據(jù)比例尺為1∶1000的地形圖成圖要求，將像控點(diǎn)作為具體對象選刺并測量。

在空三加密的過程中，應(yīng)充分利用DPGird糾正像片畸變與內(nèi)定向，通過自動轉(zhuǎn)點(diǎn)或者是人工方式，對點(diǎn)轉(zhuǎn)刺等相關(guān)流程進(jìn)行適當(dāng)?shù)卣{(diào)整，以保證各項精準(zhǔn)度指標(biāo)可以與設(shè)計規(guī)范要求相適應(yīng)，隨后生成空三加密成果。

數(shù)字化成圖主要將空三加密成果作為重要基礎(chǔ)，恢復(fù)并且建立立體模型，充分利用VirtuoZo NT，與成圖要求相互結(jié)合，統(tǒng)籌分析土地整治測量技術(shù)的具體要求，將地形與地物作為重點(diǎn)對象，采取立體化的采集模式，在CAD軟件的作用下合理地編輯圖形。在打印地形圖以后，需要深入到現(xiàn)場展開實(shí)地調(diào)查與核實(shí)，通過內(nèi)業(yè)與外業(yè)的有效結(jié)合，對地圖進(jìn)行調(diào)繪并糾正，形成標(biāo)準(zhǔn)的地形圖。

3.2 土地整治活動各階段的具體應(yīng)用

（1）地圖地形等資料的前期收集

在無人機(jī)航測技術(shù)應(yīng)用的過程中，飛行之前要對土地整治區(qū)域形狀進(jìn)行探索，堅決不允許在不了解地形的狀態(tài)下飛行并使用，很容易影響飛行的安全?；诖?，無人機(jī)飛行前要積極開展勘探工作，對設(shè)備與儀器進(jìn)行全面檢查，同時還包括項目地區(qū)地形狀態(tài)與大致范圍線圈，只有這樣，才能夠科學(xué)合理地對所需測量區(qū)域信號發(fā)射點(diǎn)與攝像監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行布置。必須提前完成土地整治項目地區(qū)的地形勘探與選址工作，才可以為無人機(jī)安全飛行提供必要的保障。

（2）航空測量

在無人機(jī)中搭載高清攝像機(jī)，對飛行控制系統(tǒng)與地面控制系統(tǒng)予以綜合利用，能夠保證攝像頭的靈活轉(zhuǎn)動與拍攝，提高拍攝數(shù)據(jù)圖片成像的清晰度，保證地形層次分面更加清楚且色彩層級清晰。與此同時，色差和實(shí)際的地形顏色差距也能夠隨之縮小，具有理想的飽和度，通過照片形式反映所觀測區(qū)域的具體影像，為土地整治項目的研究工作人員提供必要的參考。

（3）數(shù)據(jù)的收集與處理

當(dāng)無人機(jī)完成圖像拍攝任務(wù)后，就需要針對獲取圖像展開收集與處理分析，以保證圖像與土地整治項目識別需求相適應(yīng)。對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理的過程中，要借助PhotoScan等相關(guān)圖像處理加工軟件，實(shí)現(xiàn)搜集航空攝影圖像的加工與拼接，并且在各像控點(diǎn)獲取坐標(biāo)與圖像片段，結(jié)合地理地形完成拼接。對于等高線標(biāo)準(zhǔn)來講，則需要根據(jù)1∶2000比例實(shí)現(xiàn)圖像向土地利用現(xiàn)狀圖與項目區(qū)地圖的轉(zhuǎn)化，為相關(guān)工作人員提供評估以及使用的依據(jù)。

總之，將無人機(jī)航測技術(shù)應(yīng)用到土地整理項目中，為我國的土地綜合整治工作開拓了一個全新的局面，可以大大提高土地綜合整治工程建設(shè)的質(zhì)量和效率，需要深入研究、廣泛推廣。同時，無人遙感飛機(jī)作為一種新型的遙感數(shù)據(jù)獲取手段，必將成為現(xiàn)代化國家對地觀測系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分，并將越來越廣泛地應(yīng)用于民用生活，產(chǎn)生重大的經(jīng)濟(jì)效益。

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（作者單位：黑龍江天恒測繪服務(wù)有限公司）