丁 鵬
(廣東省有色地質(zhì)測(cè)繪院,廣東 廣州 510062)
實(shí)施土地整改項(xiàng)目,可以快速實(shí)現(xiàn)國(guó)家的鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略,這不僅有利于新農(nóng)村建設(shè),還能確保土地合理分配,更有效地解決三農(nóng)問題,為我國(guó)城鄉(xiāng)平衡發(fā)展做出很大貢獻(xiàn)。土地整改設(shè)計(jì)是指在當(dāng)?shù)刈匀粭l件、經(jīng)濟(jì)條件的基礎(chǔ)上,對(duì)現(xiàn)有資源進(jìn)行合理規(guī)劃設(shè)計(jì),以提高土地的合理利用率,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的目標(biāo)。在土地整改項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段,一般技術(shù)性要求會(huì)比較高,需要考慮的問題也比較多,尤其是在比較落后的地區(qū)實(shí)施土地整改項(xiàng)目,由于項(xiàng)目實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)涉及范圍廣、占地面積大,從地形觀察到圖紙?jiān)O(shè)計(jì)等方面都面臨著技術(shù)落后及設(shè)備短缺的問題。為有效解決設(shè)計(jì)圖紙與現(xiàn)場(chǎng)情況不符的問題,工作人員一般會(huì)采取低空無人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)來勘察地形。通過運(yùn)用該項(xiàng)技術(shù)能夠有效解決前期現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)人員勘測(cè)不仔細(xì)、測(cè)量精確程度不夠等問題。此外,勘測(cè)作為整個(gè)項(xiàng)目實(shí)施的前提,為了將勘測(cè)階段人為因素導(dǎo)致的失誤降到最低,確保整個(gè)項(xiàng)目的順利開展,采取低空無人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)進(jìn)行地形勘察,以此提升土地整治工作的效率,這對(duì)于提高土地整治成果的有效性具有十分重要的意義。
首先要低空無人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)從其組成和結(jié)構(gòu)入手,了解什么是低空無人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)、什么項(xiàng)目適合用此技術(shù)。為此,下文從低空無人機(jī)航空攝影測(cè)量系統(tǒng)的組成和特點(diǎn)進(jìn)行介紹,具體如下。
低空無人機(jī)航空攝影測(cè)量系統(tǒng)主要是以無人機(jī)作為飛行工具,讓其在飛行時(shí)搭載高清晰度的相機(jī),工作人員在地面通過設(shè)置控制系統(tǒng)來指揮無人機(jī)的飛行軌跡,借助無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)對(duì)地面情況進(jìn)行監(jiān)控,以及控制無人機(jī)進(jìn)行高分辨率的遙感影像操作,借此操作快速獲取所需的地理信息數(shù)據(jù)。一般而言,整個(gè)無人機(jī)航拍系統(tǒng)大致上分為四個(gè)部分:飛行控制系統(tǒng)、地面站系統(tǒng)、航拍系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理軟件(見圖1所示)。其中飛行控制系統(tǒng)是無人機(jī)航空攝影系統(tǒng)的核心,它可以通過定位GPS得出無人機(jī)所在的位置、高度等信息,通過地面控制來確定無人機(jī)飛行軌跡;地面站控制系統(tǒng)在無人機(jī)飛行之前確定飛行軌跡和航線,并在無人機(jī)飛行時(shí)將其飛行經(jīng)過的區(qū)域、飛行的狀態(tài)以及飛行涉及的參數(shù)等信息顯示出來。同時(shí),地面控制還可以改變飛行航線來控制飛行狀態(tài)。航拍系統(tǒng)是以無人機(jī)上的相機(jī)為工具,在地面控制的基礎(chǔ)上進(jìn)行不同程度與不同要求的航拍;數(shù)據(jù)處理軟件的原理是利用航拍照片以及pos位置信息進(jìn)行影像預(yù)處理、區(qū)域聯(lián)合平差、多視影像匹配等步驟,建立高質(zhì)量、高精度的三維GIS模型。
圖1 無人機(jī)航測(cè)系統(tǒng)圖
低空無人機(jī)航空攝影測(cè)量系統(tǒng)主要包括高空攝影、遙控、遙感及航空攝影測(cè)量等現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)手段。該系統(tǒng)當(dāng)前已在我國(guó)得到廣泛應(yīng)用,比如:國(guó)土規(guī)劃、交通等方面。無人機(jī)航空攝影測(cè)量系統(tǒng)因其體積小、輕便、便于移動(dòng),成本低,功能多等特點(diǎn)受到了青睞,加上該系統(tǒng)成本較低,在使用時(shí)其所需的場(chǎng)地面積較小,使用條件容易滿足,便于實(shí)現(xiàn),這也給無人機(jī)航空攝影測(cè)量系統(tǒng)的大范圍應(yīng)用提供了便利條件。在土地整治項(xiàng)目中,由于地形的范圍比較廣,無人機(jī)航空系統(tǒng)在使用時(shí)所遇到的地形是變化莫測(cè)的,在此狀況下采用人為勘測(cè)技術(shù)會(huì)造成人員安全事故隱患。為了更好地解決這一難題,在項(xiàng)目勘測(cè)階段需要不斷增加無人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)的需求量。
此外,無人機(jī)航空攝影技術(shù)相比于人工勘測(cè)技術(shù)而言,所需成本較低,具有很大的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性。加上無人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)的功能性非常強(qiáng)大,它不僅可以拍攝地形地貌形成電子地圖,還可以對(duì)當(dāng)?shù)貧庀筮M(jìn)行觀察和研究。這樣多功能的勘測(cè)工具是土地規(guī)劃設(shè)計(jì)階段最好的助手[1]。
低空無人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)在土地整改規(guī)劃設(shè)計(jì)階段的技術(shù)要求主要包括以下幾個(gè)方面,分別為:坐標(biāo)系統(tǒng)構(gòu)建,設(shè)計(jì)圖像分辨率與成圖比例尺,得到電子成果,應(yīng)用這三個(gè)方面能夠合理科學(xué)地設(shè)計(jì)出現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施設(shè)計(jì)圖,這無形中推進(jìn)了土地整改項(xiàng)目的順利開展。
低空無人機(jī)航空攝影技術(shù)測(cè)量工作流程分為:前期準(zhǔn)備階段、勘測(cè)階段、主要拍攝階段、后期處理階段。在前期準(zhǔn)備階段要收集好該項(xiàng)目的各種考察資料,確保各種儀器設(shè)備的正常運(yùn)行,為開始考察工作進(jìn)行前期準(zhǔn)備。在勘測(cè)階段,要先進(jìn)行相關(guān)資料查詢當(dāng)?shù)氐牡匦蔚孛泊蟾乓?guī)劃好勘測(cè)路線以及工作規(guī)劃,做好場(chǎng)地的選擇工作,避免在現(xiàn)場(chǎng)遇到比較高的建筑物,高壓線等妨礙物體。在主要拍攝階段通過無人機(jī)飛行與相機(jī)拍攝相配合,對(duì)當(dāng)?shù)貙?shí)施航空攝影測(cè)量,通過地面控制拍攝出合理、有效的圖片,以供后期的計(jì)算與設(shè)計(jì)工作。在后期處理階段通過相關(guān)軟件對(duì)所拍攝的影像進(jìn)行計(jì)算處理,找到可以使用的數(shù)據(jù),在數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行后期處理工作。要按照科學(xué)的拍攝技術(shù)手段才能得到有效的測(cè)量數(shù)據(jù),目前采用的數(shù)字航空攝影尤其專門確定比例尺的公式:1/m=像素尺寸/地面分辨率。具體參考數(shù)據(jù)如表1所示。
表1 航空測(cè)量圖比例尺寸及地面分辨率
低空無人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)可以在土地整改項(xiàng)目中大幅度提高測(cè)量效率和測(cè)量質(zhì)量,有助于土地整改項(xiàng)目的實(shí)施,通過合理科學(xué)的技術(shù)來進(jìn)行地形勘測(cè),在設(shè)計(jì)階段,大幅度減少人為造成的誤差,有助于設(shè)計(jì)圖紙的實(shí)施性與可靠性。當(dāng)然,設(shè)計(jì)階段還要根據(jù)當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件以及居民需求等方面進(jìn)行合理綜合考察,進(jìn)行滿足自然條件與當(dāng)?shù)鼐用裥枨蟮耐恋卣墓ぷ鳌2捎玫涂諢o人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)可以有效地降低測(cè)量階段造成的人為誤差和人員傷亡事故,提升土地整治規(guī)劃過程的安全性。該技術(shù)可以在測(cè)量時(shí)就得到直觀的圖案,給設(shè)計(jì)人員提供了很大便利。與傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)相比,該技術(shù)還可以在較短的時(shí)間內(nèi)完成高質(zhì)量的工作,極大地提高了工作效率[2]。
一般來說,在環(huán)境偏僻的山區(qū)進(jìn)行勘測(cè),低空無人機(jī)需要花費(fèi)的時(shí)間較長(zhǎng),而且安全性不具保障,給現(xiàn)場(chǎng)工作帶來了很大的難題。如果使用無人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù),就可以大量減少工作時(shí)間,提高工作效率,并且還可以減少人員傷亡等事故。采用無人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù),在處理地形時(shí)僅僅需要幾個(gè)小時(shí),并且不需要多余的設(shè)備,在工作實(shí)施時(shí)不會(huì)增加交通負(fù)擔(dān),低空無人機(jī)體積小,重量輕,在移動(dòng)時(shí)很方便,從實(shí)施出發(fā)到工作過程結(jié)束,都有效提高了工作速度。該技術(shù)不受任何地形影響,所以無人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)已經(jīng)大幅度使用到土地整改項(xiàng)目中。
以往的人工勘測(cè)技術(shù)形成的只是一些零碎的數(shù)據(jù),不具有任何直觀性,要想看到具體的勘測(cè)結(jié)果,還要進(jìn)行后期人為加工。如果采用無人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù),就可以在測(cè)量的同時(shí)得到相應(yīng)的正射影像圖,這個(gè)圖案具有直觀的分辨率,在該圖像上可以得到相應(yīng)的地形數(shù)據(jù),以供設(shè)計(jì)者們分析、計(jì)算直觀的圖像有利于幫助工作人員查看當(dāng)?shù)氐匦?,并且在向居民進(jìn)行前期圖紙普及時(shí),通過直觀的設(shè)計(jì)圖紙使普通居民也可以掌握到該區(qū)域土地整改項(xiàng)目實(shí)施的必要性,提升居民對(duì)土地整改項(xiàng)目的支持程度,有助于設(shè)計(jì)工作者設(shè)計(jì)出民眾滿意的土地整改方案。
傳統(tǒng)的土地整改項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)在地形勘測(cè)階段,采用的是原始數(shù)據(jù)圖,主要是人為在野外進(jìn)行測(cè)量,勘測(cè)到的數(shù)據(jù)存在人為誤差,可能導(dǎo)致設(shè)計(jì)圖紙?jiān)诂F(xiàn)場(chǎng)無法實(shí)施。并且,野外實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)由于受到攝像范圍大,地形復(fù)雜等自然因素的影響,這樣將會(huì)影響整個(gè)工程的實(shí)施,如果采用無人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù),就可以避免這些誤差,對(duì)當(dāng)?shù)氐牡匦蔚孛沧龀龊侠碚_的規(guī)劃,設(shè)計(jì)出可供現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施的項(xiàng)目圖紙,該技術(shù)不僅僅是從某個(gè)單一的方面來勘測(cè),它是通過全面的分析,不僅涉及地形地貌,還會(huì)夾雜著當(dāng)?shù)鼐用竦木幼…h(huán)境與分布狀態(tài),這些全方面的考慮分析,很大程度上提高了居民滿意程度。因此,該技術(shù)具有很強(qiáng)的全面實(shí)施性[3]。
土地整改項(xiàng)目是一個(gè)涉及很多工作階段的系統(tǒng)性復(fù)雜工程,其中規(guī)劃設(shè)計(jì)階段是這個(gè)項(xiàng)目工程的重要一步。規(guī)劃設(shè)計(jì)前期的勘測(cè)階段是整個(gè)設(shè)計(jì)階段的重要前提,只有在勘測(cè)階段得到的數(shù)據(jù)具有可實(shí)施性,才能保證后續(xù)實(shí)施階段計(jì)算的準(zhǔn)確性及必要性。無人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)具有直觀性,高效性,可行性等優(yōu)點(diǎn),使土地整改項(xiàng)目設(shè)計(jì)更加合理可靠。但無人機(jī)航空攝影技術(shù)也會(huì)受到天氣、高建筑物等原因造成對(duì)地形識(shí)別錯(cuò)誤的情況,為了解決這一難題,工作人員在進(jìn)行勘察時(shí),可盡量采取比較空曠、天氣好的時(shí)間來進(jìn)行勘測(cè),以期更好地提升無人機(jī)航空攝影技術(shù)的應(yīng)用性能。