关于无人机技术在土地整治中的应用探讨

杜慧强 牛中周

【摘要】土地整治是指对田、水、路、林、村等实行综合治理，对自然灾害损毁或者生产建设活动破坏的土地进行复垦，对宜农未利用土地进行开发，增加有效耕地面积，提高耕地质量，改善农业生产条件，提高农田生产能力，降低农业生产成本，有效改善传统的农用地利用格局，扩大经营规模，促进农业增效和农民增收和改善生态环境的行为，是农用地、农村建设用地、城镇工矿建设用地、未利用地开发与土地复垦等综合整治活动。

【关键词】土地整治；无人机；特点；应用

【前言】在土地整治活动中，项目的立项可行性研究、规划设计、工程量预算、项目施工、进度监控以及竣工验收所需的高分辨率、现势性强、高精度的数据和图件，正是近年来兴起的不失机动灵活、可以实现快速响应又低成本、精度高的一种无人机航测系统及技术能够很好实现的。

一、无人机航测的特点

低空无人机航空摄影测量是继卫星遥感、大飞机遥感之后发展起来的一项新型航空遥感技术，它的特点主要体现在如下几个方面：

1、无人机起降方便

采用滑起、滑降、弹射、伞降等方式，无需机场起降和进行机场协调等一系列工作，对起降场地要求低，一般有净空条件较好的平整的草地或公路即可。

2、可以获取准确度高和高分辨率的影像

能低空作业和云下摄影，可以获取分辨率在0.05～0.5米之间的影像和相对精确的定位数据。

3、效率高无人机航空摄影不受地形影响，可进入各种复杂地域拍摄，无论是林地、高原、盆地、水域都可以实施摄影，获取数据全面准确，有效拍摄时间长，能够高效率完成工作任务。

4、无人机运输方便系统集成度高，只需装载于一般的运输车中，也可进行铁路或航空托运，方便在各地开展工作任务。

二、土地整治项目主要测量技术要求

坐标系统：平面采用1980西安坐标系，高程采用1985年国家高程基准。正射影像分辨率与成图比例尺：地面分辨率不低于0.20米，成图比例尺一般为1∶2000，若因项目有特殊需要的，成图比例尺可定为1：500或1∶1000。控制测量：平面和高程观测、平差、精度限差要求采用《城市测量规范》要求；GPS测量时应采用《全球定位系统（GPS）测量规范》要求开展控制测量。三、四等水准测量按照《国家三、四等水准测量规范》执行。RTK测量依据《全球定位系统实时动态（RTK）测量技术规范》要求进行。地形图测绘：按照《1：500、1：1000、1：2000地形图图式》执行。补充要求：实测项目区红线范围外30米内的地形和地类；高程注记至分米；独立地物应注记高程，各类坎子要注记两端坎头的高程和坎中间点的上下高程；道路交叉口、涵洞均应注记高程；山脊及地形急剧变化处和特殊地貌应注记高程，山顶制高点、鞍部的高程应全部注记；水利建筑物及附属设施实测上图，；水田应逐块表示，不允许综合，并测注高程；水库、池塘要测绘水涯线并注高程；池塘应测注塘顶边高程以及量取塘顶至水面的高度；水系應完整表示出来，实测红线范围内沟渠走向、宽度、堤顶高程；涉及到土地整理的主要路、沟、池、凼、水源等要素应尽可能将其测绘完整，偏离红线太远时，可标示其概略走向和距离；道路中心、交叉路中心、独立地物、涵洞、桥面、山顶、鞍部、各类坎顶、坎底的高程。

三、无人机航测技术在土地整治项目中的应用

1、无人机航测技术作业依据《1：500，1：1000，1：2000地形图航空摄影测量外业规范》；《1：500，1：1000，1：2000地形图航空摄影测量内业规范》；《数字航空摄影测量空中三角测量规范》；《无人机航摄系统技术要求》；《低空数字航空摄影测量内业规范》；《低空数字航空摄影测量外业规范》；《低空数字航空摄影规范》；《1：500，1：1000，1：2000地形图航空摄影测量数字化测图规范》。

2、作业流程及方法航线设计主要指标：按照摄区范围、平均基准面高程进行航线设计。保证同一航摄区域高差不大于设计航高的1/6时，两个项目相对航高设计为550米和800米，同时保证测区航向重叠不小于65%、旁向重叠不小于35%，像片倾角不大于5度，旋偏角不大于15度。像控点测量：利用VirtuoZo Smait航空摄影测量影像快速拼接软件生成的正射影像图作为工作地图，利用GPS-RTK方法，按照1：1000地形图成图要求进行像控点选刺和测量。空三加密：利用低空航测数据处理系统DPGrid先对像片进行畸变纠正、内定向，然后进行自动转点、控制点转刺、区域网平差计算、人工调整等过程，当区域网平差计算各项精度指标满足规范及设计要求后生成空三加密成果。数字化成图：由空三加密成果恢复建立立体模型利用全数字摄影测量系统VirtuoZo NT按照成图要求和土地整治测量技术要求进行地形地物的立体采集，然后在CAD软件上进行图形编辑。然后打印地形图数据到实地进行检查、调查、核实和定性，室内根据外业调绘底图进行修改、处理，最后形成标准的地形图成果。DEM、DOM制作：利用已测制完成的数字化地形图数据生成测区的高程模型，然后利用高程模型进行影像纠正、投影转换，经过匀光匀色、镶嵌、裁切、检查、编辑，形成整个测区的正射影像图。

3、完成的成果资料完成项目区GPS控制成果、像控点成果、空三加密成果、实测土地利用现状图、项目规划图、工程布置图、项目单体工程设计图（册）、项目竣工图、项目区正射影像图、数字高程模型等。

4、无人机航测技术及成果在土地整治活动中各个阶段的应用可行性研究阶段：利用无人机航测技术完成的DOM、DEM、DLG成果，以及该成果构建的项目区三维立体模型，方面土地管理者、决策者、规划设计者、评审专家和公众能够运筹帷幄之中，对项目有个直观的了解、分析研究和科学的决策，编制可行性研究报告等。规划设计与预算阶段：可以利用DOM、DEM、DLG成果以及立体像对，对项目区内各项单体工程、重点工程进行精细的规划设计、坡度和工程量计算，绘制项目规划图、工程布置图、项目单体工程设计图（册）和编制预算编等。项目施工阶段：分阶段性的利用无人机航测技术对项目区进行航摄，利用影像进行叠加对比分析，可以随时掌握工程进度等。竣工验收阶段：利用无人机航测快速的提供全方位的、精度高的影像数据及图文资料，通过叠加对比，可准确直观的分析工程施工与设计的一致性及最终成效，有利于成果验收。

四、结语

虽然目前无人机航测技术还存在无人机航摄会出现俯仰和横滚角较大、数码航片图幅多、需要的像控点数量较多等缺点，但是通过实践表明，只要通过认真组织，严格按照相关规程规范和技术要求执行，在土地整治活动中，无人机航测技术与常规测绘和有人机航测比较，具有快速机动、需要测量人员少、成本低、受空域限制少、效率高等优势，同时又能够快速、高效的提供满足精度要求的各种数据资料和空中飞行服务，因此，无人机航测技术及成果在土地整治活动中各个阶段的应用是可靠、可行的，是可以大力推广应用的。

【参考文献】

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