无人机遥测技术在水土保持规划项目工作中的应用

徐宏万+廖凯涛+张春杰

摘 要：目前水土保持规划项目前期外业调查工作所采用的传统技术手段已经无法很好满足水土保持规划准确性、及时性和完整性的要求。文章以常山县水土保持科技示范园规划项目为例，系统地介绍了应用无人机遥测技术获取项目所需的高清晰航片、DEM、Tiled MODEL、以及正射影像的流程与方法，该技术具备机动灵活、视频影像实时传输、不受地形地貌影响以及受天气状况影响较小等优势特点，在未来开展水土保持规划项目工作当中具有较大的应用前景。

关键词：无人机遥测 水土保持规划 外业调查 信息化

随着水土保持规划快速发展，前期外业调查是水土保持规划项目工作的重要组成部分，但当前普遍采用的外业调查手段工作效率低、精度有限、外业工作量大、周期长，造成这些调查方法不能满足快速、准确的出成果的要求，更不能适应水土保持规划信息化、快速的发展趋势。无人机遥测技术具有其他传统野外调查技术手段无法比拟的独特优势，同时具备高精度、实时性和全面性的特点，成为水土保持规划项目前期外业调查新的技术手段。经过前期充分调研分析，在常山县水土保持科技示范园规划项目中，引入无人机遥测技术对项目区重点区域进行了实地勘测，对该技术应用于水土保持规划领域进行了探索。

1.项目概况

示范园地处常山县金川街道赵家坪村以西，中心地理坐标东经2 8°5 4′3 3 . 7 3″，北纬118°28′14.88″，紧邻205国道，距离中心城区1公里，交通便利。地貌类型属于低丘缓坡，园区地势自北高南低，海拔最高点117.5m，最低点95m。园区内丘陵地带均为红壤分布，土壤肥沃，呈弱酸性，极易胡柚生长，园区占地面积51亩。

2.无人机遥测设备配置

无人机遥测一般由无人机、机载飞控系统、地面控制点采集设备以及后影像处理软件等组成，如表1所示。

3.无人机野外遥测流程

3.1飞行前准备

起飞前飞行员调试飞行设备，了解示范园区的天气、最高与最低点的绝对和相对高程、是否存在禁飞区、飞行条件是否良好等。

3.2无人机航摄

通过现场实地勘察，考虑到飞行器电池续航时间以及后期航片处理软件操作要求，此次航拍共进行了三次航飞，数据获取时间为2017年4月14日，飞行高度80m，飞行速度为5m/s，旁向重叠率为60%，航向重叠率为85%，飞行面积4.7hm2，共获取航拍高清影像346张。

4.数据处理

本次采用的无人机后期处理软件为Agisoft photoScan，这是一款基于影像自动生成高质量三维模型的软件，它根据多视图三维重建技术，无需相机建校，仅通过导入具有一定重叠率的影像，便可实现高质量的正射影像生成及三维模型重建，整个工作流程都是完全自动化的，photoScan最终可生成高分辨率真实坐标的正射影像及带有详细彩色纹理的DEM模型，处理流程主要见图1 。

5.成果应用

（1）T i le d Mo del T i le d Model（三维模型）是在生成密集点云的基础上进行的，对于影像本身就带有地理坐标的照片，会自动生成一幅TiledModel影像产品，否则需要手动输入或者添加照片的POS信息。

（2）将Photoscan處理之后的正射影像图导出保存为tiff格式，最终影像分辨率为2.38cm。利用地理信息软件ArcMap进行制图，最终生成常山县水土保持科技示范园正射影像图。

（3）利用photoshop软件的制图功能，在正射影像图基础上勾勒出园区的功能区划及布局设计，制作完成了全新的常山县水土保持科技示范园总体布局图和鸟瞰图。

6.结论

以无人机航拍数据为研究对象，以常山县水土保持科技示范园规划项目为依托，采用无人机遥测技术获取了示范园影像数据，利用Agisoft photoScan软件对影像进行拼接和处理，在此基础上制作出了DEM、Tiled ModleL及数字正射影像图，为示范园的现状分析、功能区划分及措施布局设计等方面提供了重要的基础和技术支撑，同时在水土保持规划项目前期外业调查工作中初步探索出一套无人机遥测系统的无人机航拍、数据入库以及后期数据处理的技术流程。伴随着无人机产业的迅速的发展，无人机遥测技术在水土保持规划领域具有广阔的应用前景。

参考文献：

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