精准扶贫中贫困村正射影像的生产与应用

文｜ 荆州市城乡规划局扶贫工作队、荆州市测绘院 杜健

1 前言

习近平总书记多次强调，打好脱贫攻坚战是党的十九大提出的三大攻坚战之一，对如期全面建成小康社会、实现我们党第一个百年奋斗目标具有十分重要的意义。本文选取湖北省省级贫困村——湖北省监利县王公村为例，该村有村民小组8个，耕地面积2048亩，农户320户，1320人，其中贫困户44户，175人，农户以种植业为主，产业结构单一。 本文通过无人机技术，GIS技术，通过空三加密，GPS定位，正射处理，地图制图等技术手段，对贫困户的分布、产业、基础设施等进行标识，为贫困村制定脱贫措施、产业发展升级，基础设施建设、乡村振兴规划进行技术支持。

2 技术基础

本项目采用国家大地坐标系，1.5°分带高斯-克吕格投影，112°30′中央子午线。高程基准采用1985国家高程基准，高程系统为正常高。最终成果以分幅图为作业单元，分幅执行GB/T13989-2012《国家基本比例尺地形图分幅和编号》，成图比例尺为1:2000。采用50cm ×50cm标准分幅，图幅编号按图廓西南角平面坐标公里数编制。1:2000比例尺取至0.1公里（如10.0-21.0））。

数字高程模型（DEM）成果提交ArcInfo Grid *.grd文件，格网尺寸为2米，数字正射影像（DOM）成果提交无压缩真彩色TIF+TFW文件，地面分辨率为0.2米。

DEM精度要求数字高程模型成果的精度用格网点的高程中误差表示，采样点数据最大误差为2倍的高程中误差。数字高程模型高程值精度取位至0.01米，高程值存储时采用浮点型或放大至整型。本项目按照1:2000数字高程模型二级精度指标执行，精度指标如下表1所示：

3 技术流程

本项目采用无人机航空摄影方式制作DOM，工艺流程为：（1）依据王公村开展扶贫工作的需求及已有资料制定项目技术路线；（2）无人机相机检校；（3）依据提供的作业范围线，设计航飞方案、测区区域划分及航飞；（4）利用测区范围线及划分的测区布设像控点及进行像控点测量；（5）利用无人机航飞影像及像控点进行空三加密；（6）利用全数字摄影测量系统生成DEM、DOM；（7）成果整理与汇交。

4 项目方案设计

本项目采用固定翼无人机上搭载的双频GNSS接收机作为移动站，在航摄曝光时，观测并记录了GPS、GLONASS和北斗系统的定位信号，经离线精密单点定位（PPP）数据后处理，以获取每个摄站点的空间位置，并采取构架航线方式航摄，最大优势在于保证成果精度前提下大大减少像控点数量。

4.1 像控点布设方案

当无人机上搭载双频GPS，采用构架航线进行航飞时，在测区四角、测图航线与构架航线的交叉处布设平高控制点。在测区中均匀布设高程控制点保证高程精度，布设方案为航线内每1.4km-1.8km布设一个高程控制点，航线间每隔一航线布设一个高程控制点。

选点时要求各相关像片影像清楚，目标小，摄影后无变化，并易于内业选刺。本测区选用的目标为桥梁与道路交叉点、平房顶外角，围墙内外角、道路的交点等，选定目标后，在实施测量时使用手机对测量中的GPS拍摄现场照片，获取GPS接收机所在精确位置，用于后期空三加密刺点参考。测区均匀分布3到5个平高检查点用于精度检查。平高点、高程点采用流水号编写，平高点前冠HV、高程点前冠VE，如：HV0001，VE0002，平高检查点前冠J，如J0001。全测区各类控制点编号不得重复。

表1 数字高程模型精度指标 （单位为米）

表2 基本定向点残差、检查点误差、公共点较差最大限差

像控点的平面利用湖北省连续运行卫星定位服务系统（HB-CORS）网络RTK方法测量。对于通讯信号较弱的地方，可以用GPS快速静态模式作业。像控点高程测量采用GPS测高法，测得成果到HB-CORS控制中心进行转换解算出1985国家高程基准。

4.2 空三加密

1:2000 空中三角测量绝对定向应满足下列要求，如表2、图1所示：

4.3 数字正射影像图(DOM）制作

（1）1:2000 数字正射影像图影像分辨率：0.2m。格式为tif，并带有tfw坐标文件。

（2）影像清晰、无色差、层次丰富、反差适中，彩色色调柔和鲜艳、色调均匀、过渡自然、相同地物的色彩调基本一致。

（3）无明显噪声、斑点、坏线和接痕，相邻影像拼接带内影像要平滑过渡，不得出现视感模糊，接边不得出现明显接边痕迹。建筑无明显扭曲及高亮情况，侧视角原则上小于15°，特殊情况下不超过25°。

（4）线状地物无明显错位。

（5）成果精度应满足 1:2000DLG 生产要求。

5 成果应用

本文采用无人机航空摄影测量方案制作DEM、DOM，形成扶贫村专题图，标注贫困户位置、脱贫时间、基础设施、各项产业现状等信息，简介直观的进行展示，用于贫困村脱贫攻坚、产业发展，实施乡村振兴等工作，脱贫攻坚工作得到了有效推进；与此同时，本文只探讨了航空影像基础利用，在乡村振兴产业，贫困户信息的深度挖掘还不够深，需要在将来的研究中更深一步的探索，为精准扶贫，精准脱贫发挥更大作用。图2所示。

图1 航摄成果生产流程

图2 航摄影像图（局部）