無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在土地整治項(xiàng)目驗(yàn)收中的應(yīng)用

王銀剛 劉長(zhǎng)寧 拜劍虹

（1.寧夏國(guó)土開(kāi)發(fā)整治管理局，寧夏 銀川 750021；2.寧夏回族自治區(qū)遙感測(cè)繪勘查院，寧夏 銀川 750021；3.寧夏回族自治區(qū)遙感中心，寧夏 銀川 750021）

隨著無(wú)人機(jī)在低空領(lǐng)域的開(kāi)放以及無(wú)人機(jī)影像處理技術(shù)的快速發(fā)展，無(wú)人機(jī)因具有監(jiān)測(cè)效率高、數(shù)據(jù)分辨率高和信息量豐富等優(yōu)勢(shì)，為土地整治項(xiàng)目驗(yàn)收核查提供了新的技術(shù)手段［1］。

1 無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)特點(diǎn)

無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)是對(duì)傳統(tǒng)航空攝影測(cè)量手段的補(bǔ)充，是一種機(jī)動(dòng)靈活、高效快速、精細(xì)準(zhǔn)確、作業(yè)成本低的航測(cè)技術(shù)，在小區(qū)域和飛行困難地區(qū)的高分辨率影像快速獲取方面具有明顯優(yōu)勢(shì)，特別是在小范圍、道路阻斷、能見(jiàn)度差的情況下，無(wú)人機(jī)能充分發(fā)揮全自動(dòng)無(wú)人飛行、低空作業(yè)的高技術(shù)優(yōu)勢(shì)［2-4］。無(wú)人機(jī)以其體積小、成本低、操作簡(jiǎn)便、起降快速靈活、能云下攝影、對(duì)天氣條件要求低、影像分辨率高以及獲取影像快捷等特點(diǎn)，適應(yīng)于土地開(kāi)發(fā)整理項(xiàng)目區(qū)域較小、分布零散、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的特點(diǎn)。

2 無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在土地整治項(xiàng)目驗(yàn)收中的應(yīng)用

在以往的土地整治工作中，無(wú)論是整治前的勘測(cè)設(shè)計(jì)還是實(shí)施過(guò)程中的監(jiān)督檢查，亦或是整治項(xiàng)目完成后的竣工驗(yàn)收，都應(yīng)進(jìn)行外業(yè)勘察測(cè)繪項(xiàng)目區(qū)現(xiàn)狀圖或是竣工圖，外業(yè)工作量很大，對(duì)于疑問(wèn)也只能到項(xiàng)目區(qū)實(shí)地進(jìn)行驗(yàn)證。

在寧夏回族自治區(qū)土地整治工作如火如荼開(kāi)展的進(jìn)程中，恰逢無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)快速發(fā)展之時(shí)，利用無(wú)人機(jī)優(yōu)勢(shì)，在土地整治項(xiàng)目驗(yàn)收中引進(jìn)無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)，拍攝各項(xiàng)目區(qū)整理前、后的航片，對(duì)獲取的影像進(jìn)行加工處理，制作大比例尺正射影像圖DOM，對(duì)項(xiàng)目區(qū)全貌一目了然。利用該DOM對(duì)項(xiàng)目實(shí)施完工情況進(jìn)行直觀的分析，與項(xiàng)目規(guī)劃圖、竣工圖比對(duì)，能夠及時(shí)、全面、準(zhǔn)確地掌握項(xiàng)目的工程量實(shí)施和完成情況，為項(xiàng)目竣工驗(yàn)收提供有效的佐證［5］。

2.1 無(wú)人機(jī)航攝技術(shù)指標(biāo)和要求

無(wú)人機(jī)航攝工作技術(shù)流程如圖1所示。

圖1 航攝工作技術(shù)流程

2.1.1 系統(tǒng)基準(zhǔn)。坐標(biāo)系統(tǒng)和比例尺與項(xiàng)目區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)圖系統(tǒng)保持一致。一般平面采用1980西安坐標(biāo)系，高斯—克呂格正形投影3度分帶；高程采用1985國(guó)家高程基準(zhǔn)［6］。

2.1.2 影像分辨率要求。無(wú)人機(jī)航攝影像地面分辨率要求優(yōu)于20 cm。

2.2 無(wú)人機(jī)正射影像圖制作

2.2.1 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。主要包括無(wú)人機(jī)航攝影像和控制點(diǎn)數(shù)據(jù)。無(wú)人機(jī)航攝影像包括無(wú)人機(jī)航攝原始影像、航攝信息、曝光點(diǎn)位圖（POS數(shù)據(jù)），控制點(diǎn)數(shù)據(jù)包括本區(qū)域已有的相關(guān)圖件、用于空中三角測(cè)量的控制點(diǎn)坐標(biāo)等。

2.2.2 畸變糾正。利用專(zhuān)業(yè)無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)處理軟件（如DPgrid、PIX4D等）輸入傳感器參數(shù)，對(duì)原始影像進(jìn)行畸變差糾正。

2.2.3 空中三角測(cè)量。利用專(zhuān)業(yè)軟件根據(jù)航測(cè)數(shù)據(jù)（POS數(shù)據(jù)）、采用自動(dòng)與手動(dòng)相結(jié)合的方式進(jìn)行空三加密，加密過(guò)程中的各精度指標(biāo)需滿(mǎn)足GB/T 23236—2009規(guī)范及設(shè)計(jì)要求，生成空三加密成果。

2.2.4 DOM生產(chǎn)。利用專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)生產(chǎn)軟件和空三加密成果，生成DEM，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行正射影像圖DOM制作，運(yùn)用Photoshop軟件對(duì)其進(jìn)行色彩飽和度、亮度、對(duì)比度等方面的調(diào)節(jié)，使其達(dá)到理想效果，然后作為標(biāo)準(zhǔn)模板對(duì)其余航片進(jìn)行勻光勻色處理，最終生成合格的DOM成果［7］。

2.3 將DOM應(yīng)用于土地整治項(xiàng)目驗(yàn)收

通常，土地整治項(xiàng)目竣工驗(yàn)收需要先測(cè)繪項(xiàng)目區(qū)竣工圖作為項(xiàng)目驗(yàn)收的依據(jù)之一，通過(guò)竣工圖與規(guī)劃設(shè)計(jì)圖比對(duì)，能夠發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目完成情況和項(xiàng)目變更情況，為判斷項(xiàng)目實(shí)施是否按規(guī)劃設(shè)計(jì)要求完成建設(shè)任務(wù)提供可靠的信息技術(shù)支撐［8］。

利用項(xiàng)目區(qū)整治后的無(wú)人機(jī)正射影像圖DOM作為土地整治項(xiàng)目竣工驗(yàn)收的依據(jù)之一，能夠?yàn)轫?xiàng)目的竣工驗(yàn)收提供真實(shí)有力的技術(shù)保證。首先，通過(guò)DOM能夠直觀地得到項(xiàng)目區(qū)的整體建設(shè)情況，如果與整治前的無(wú)人機(jī)正射影像圖DOM進(jìn)行比對(duì)，更能得到項(xiàng)目區(qū)面貌變化的直接感官印象。其次，將DOM與項(xiàng)目竣工驗(yàn)收?qǐng)D疊加比對(duì)，能夠發(fā)現(xiàn)竣工圖測(cè)量中存在的問(wèn)題，如新增耕地位置不實(shí)、溝渠路測(cè)量的位置偏移等［9］。

在實(shí)際工作中，利用無(wú)人機(jī)正射影像圖對(duì)竣工驗(yàn)收的項(xiàng)目進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題主要為：一是項(xiàng)目竣工圖整體偏移，這是由于測(cè)繪竣工圖的作業(yè)員在處理圖像時(shí)無(wú)意移動(dòng)造成的，因圖內(nèi)各要素的相對(duì)關(guān)系不變而難以發(fā)現(xiàn)；二是項(xiàng)目竣工圖內(nèi)個(gè)別要素測(cè)繪錯(cuò)位，特別是線狀要素方向錯(cuò)位，這主要是由于項(xiàng)目?jī)?nèi)容有變更，而竣工圖測(cè)繪是在現(xiàn)狀圖基礎(chǔ)上完成的，有些竣工測(cè)繪單位投機(jī)取巧不到實(shí)地測(cè)繪，采取直接將現(xiàn)狀圖修改為竣工圖造成的；三是竣工測(cè)繪完成的工程量是否屬實(shí)也可以通過(guò)與DOM相比較進(jìn)行核查［10］。

3 無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)用于土地整治項(xiàng)目驗(yàn)收中的優(yōu)缺點(diǎn)分析

通過(guò)無(wú)人機(jī)高分辨率的航攝影像能直觀反映土地整治項(xiàng)目建設(shè)的實(shí)施效果，尤其是道路、溝渠、渠系建筑物、溝道建筑物和農(nóng)田防護(hù)林等施工完成情況；航攝影像可以為野外核查及驗(yàn)收等工作的快速定位提供參考，還為新增耕地面積的內(nèi)業(yè)量取、硬化道路和溝渠長(zhǎng)度的測(cè)算、泵房和水池?cái)?shù)量的統(tǒng)計(jì)等高精度的面積測(cè)算及數(shù)量統(tǒng)計(jì)提供了可能［11］。

但是，無(wú)人機(jī)正射影像圖制作需要測(cè)繪技術(shù)的支持，特別是制作無(wú)人機(jī)正射影像圖，更是需要航空攝影測(cè)量手段，先要航飛獲取航攝影像，然后通過(guò)一系列測(cè)繪方法，對(duì)影像進(jìn)行處理。這往往需要人力、技術(shù)、時(shí)間的支撐，不能及時(shí)為竣工驗(yàn)收提供依據(jù)。而且，無(wú)人機(jī)技術(shù)無(wú)法客觀地反映工程實(shí)施的質(zhì)量細(xì)節(jié)以及隱蔽工程、水下工程、滴灌工程、噴灌工程等的實(shí)施情況［12］。

4 結(jié)語(yǔ)

無(wú)人機(jī)影像的獲取方式較傳統(tǒng)航飛影像的獲取方式更靈活，將無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)用于土地整治項(xiàng)目竣工驗(yàn)收工作，能夠發(fā)揮無(wú)人機(jī)技術(shù)快速、全方位、真實(shí)可靠的影像優(yōu)勢(shì)，利用無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)結(jié)合野外實(shí)地調(diào)查在土地整治項(xiàng)目驗(yàn)收核查方面具有很好的應(yīng)用效果。