测绘技术在人造麦田圈中的应用与实践

刘晴 刘响

摘 要： 随着近年经济建设不断纵深发展，涉及到测绘的工作项目越来越宽泛，因此需要进一步加强对测绘技术的研究，从而不断提高测量工作的便利性、准确性。本文就测绘技术在人造麦田圈中的实践与应用进行介绍，以期为同行提供参考。

关键词： 人造麦田圈;测绘技术;无人机;RTK

【中图分类号】P2     【文献标识码】A     【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.39.045

1 引言

众所周知，在麦田地里制作“艺术画”，可以吸引媒体及大众的注意，宣传当地文化。为了在麦田地里呈现出有秩序的丰富形状，就需要用到地形图测绘技术，放样等其他测绘技术。传统的全野外数字化地形图测绘方法作业效率低下，外业作业时间长，成本较高，已不能满足目前快速发展的要求。随着无人机摄影测量技术的快速发展，其应用范围也在不断的拓展和深化。本文，就是积极的采用无人机和RTK技术进行麦田圈的测绘，在提高效率，缩短工作时间的同时，也体现了近几年测绘应用中的一个重要方向。实践结果表明，GPS RTK技术不仅在放样过程中操作简单，节约资金，而且放样精度满足设计要求，相对于全站仪来说具有很大优势。

2 测绘技术在人造麦田圈中的实践与应用

根据具体工作任务，收集测区有关地形图及影像数据等资料，了解测区周围道路河流地形地貌等情况，制定施工方案，调试设备。根据实地探查，该区域地势平坦，主要农作物为旱地小麦，油菜花等。

2.1 技术流程

2.2 无人机设计底图的制作

对于无人机航测作业，无论是实时回传的数据还是后处理数据，首先都要先质量检查，剔除不合规的数据后，对无人机影像数据进行格式转换、角度旋转、畸变差改正和图像增强等预处理。航拍影像处理采用context capture 软件，三维建模。采用网络并行计算，在无人机影像预处理，自动空三测量，密集匹配同名点，影像匀光匀色，影像镶嵌和影像正射纠正等环节均可采用并行计算的方式进行，可以大大节约人力和时间。

从无人机航拍制作的正射影像图里，可以清晰的看到麦田地里的水沟，坟地，电线杆，田垄等地物（见下图1）。内业时，这些地物要做矢量化处理，定出坐标位置，防止后期设计图案时，掺杂在设计图里，影响到成图的美观。

如果说上文的正射图是俯视的效果图，那么对于本身高程就偏低的农田或者周边观景台较高的农田，采用正射俯视效果是不合适的。比如下图二，要在农田周边的二层房屋上设置一观景台（供游客观“艺术画”使用），此时要建的观景台高于农田很多，这时采用观景台平视效果会好一些。设计图纸也会充分考虑到视觉效果，更改设计图案，以期完成观景台平视的最佳效果。此时航拍影像处理采用context capture 软件，三维建模。

2.3 人造麦田圈放样与制作

（1）彩绘图制作及矢量化

根据种植的麦田的地形，确定彩绘图麦田圈的长宽比及尺寸大小，再对麦田圈图案进行绘画设计。麦田圈里有水渠或坟头之类的地物，会影响成图效果，在设计图案时，要结合考虑，可采用缩放、平移、旋转等方法，尽量避免田垄或坟头影响到最终成图的美观整洁。还要注意，设计图案若有不同颜色的，要进行区域划分方案。设计完成后，要对彩绘图进行图形矢量化处理。

（2）彩绘麦田圈图坐标定义

以矢量化后的彩绘图中的某一点作为原点，定义整个彩绘图的像平面坐标系，确定图案中所有的点相对于所述像平面坐标系的平面坐标。在清华三维软件里，保留成图的关键点，比如线条的拐点，坡点，顶点等，其他的非关键点，可以采用折线抽稀法，适当抽掉一些不影响成图效果的点。这样做，会大大减少后期放样的点的数量，节省很多工作量，提高效率。

（3）用RTK放样定位麦田坐标

RTK技术放样时，将GPS架设在控制点上，进行相关参数设置后，对移动站接收机连接设置，调整完卫星跟踪、整周模糊度后，开始放样。移动站将计算的待测点坐标数据转换成所需轴线交点的坐标输入手簿，根据手簿导航图指导移动站向各个方向移动，直到移动站点位与设计点位重合，即可标记连线放样出所有轴线。将上述坐标放样到麦田地上后，打桩，定点，再牵线描出图样或字体轮廓，栓绳做记号。沿着绳子，标注上不同的种植农作物的名字，方便以后种植。放样时有些施工小技巧：（1）放样圆形图案时，定下圆心位置，定下半径桩位置，然后栓绳连接圆心和半径，做出圆的图案。（2）以汉舞女佣为例，衣服上的绸带，是个宽度一样的几何形状，可以只放样出绸带单侧的一条边，另一条边宽度等距对照定桩。（3）直线上的坐标点过于密集的，在不影响成图效果的情况下，可以人为打稀抽点放样。

RTK技术在信号状况良好的情况下，可以达到麦田放样的精度要求，并与全站仪达到同样的目的。另外，RTK技术不但能够客观、准确地得出放样点位置，还在很大程度上减弱了、消除了全站仪因局部坐标系建立、目镜翻转和搬站等产生的误差累积。因此在精度要求满足的前提下，利用RTK技术进行麦田放样更适合。

（4）种植

在上述连线区域内，沿着绳子，种植相应设计规定的农作物，比如油菜花，小麦之类的。

3 成果展示如下图3

4 结语

综上所述，测绘新技术的引入和应用给测量工作带来了极大的便利，是测绘工作中必不可少的组成部分，可有效地提高测绘工作的质量和效率。无人机航测技术和传统技术之间相比，有很多优势，随着航拍技术的不断提高，越来越多的领域会使用到无人机。在实际运用时，需考虑到无人机的实际特点以及应用要点，保证操作时的正确性，进而使数据在采集时的精准度得到充分保证。总之，应根据工作需要，选用恰當的测绘技术，从而提高测量工作的精度，保证测绘工作的顺利进行。

参考文献

[1] 姬渊，秦志远，王秉杰等.小型无人机遥感平台在摄影测量中的应用研究，测绘技术装备，2008（1）.

[2] 魏二虎，黄劲松.GPS测量操作与数据处理[M].武汉：武汉大学出版社，2004.

[3] 范攀峰，李露露.基于Smart3D的低空无人机倾斜摄影实景三维建模研究[J].测绘通报，2017（S2）：77-81.