無人機航測技術(shù)在土地整治項目中的運用

無人機航測技術(shù)在土地整治項目中的運用

摘要：我國人口和土地資源不均衡的矛盾日益突出，耕地數(shù)量降低，人

地矛盾激化，土地整治迫在眉睫。無人機航測技術(shù)作為新興的一種強有

力的測繪手段應用于土地整治工程中，克服了傳統(tǒng)航空攝影及人工測繪

的弊端，效率提升、成果真實、可靠，科學、合理的解決了項目實施過

程中的技術(shù)難題，為土地整治項目各階段的順利實施提供技術(shù)和圖件支

持，越來越多土地整治項目中被大量采用，為我國土地整治事業(yè)的發(fā)展

貢獻力量。

關(guān)鍵詞：土地整治;無人機航測技術(shù)優(yōu)勢;無人機應用;測繪手段

無人機航測技術(shù)在衛(wèi)星遙感、大飛機遙感之后逐漸興起，作為一種新型

航空遙感手段，其測繪成果影像分辨率高、高效便捷、成圖迅速成本低

廉、可快速響應、機動靈活、精度高，逐漸成為測繪行業(yè)中的一種強有

力的測繪手段，被越來越多從業(yè)者青睞并推廣應用［1］。土地整治工程中

無人機航測技術(shù)的應用，克服了傳統(tǒng)航空攝影及人工測繪的弊端，科學、

合理的解決了項目實施過程中的技術(shù)難題，在我國測繪、國土、城建規(guī)

劃、電力、交通、消防、災害評估、數(shù)字城市等多行業(yè)中大量采用，從

而為我國各項事業(yè)的發(fā)展貢獻力量［2］。

1、無人機航測技術(shù)概況

無人機航測系統(tǒng)綜合集成了GPS、氣壓高度計、慣導、地面控制平臺、

航拍攝相機和數(shù)碼相機、數(shù)據(jù)處理軟件等設備⑶主要由飛行控制系統(tǒng)、

航拍攝像系統(tǒng)、地面站系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成［4］。

無人機航測技術(shù)將無人機飛行技術(shù)、通信及GPS定位等多學科進行有

機融合，可精準、高效的獲取國土、環(huán)境等空間信息，并按需對其進行

處理分析，因其在成本、效率及智能化方面的巨大優(yōu)勢，為世界相關(guān)行

業(yè)從業(yè)人士所青睞，在相關(guān)學科不斷發(fā)展的背景下，無人機硬件和軟件

方面不斷創(chuàng)新和發(fā)展，其獲取數(shù)據(jù)的精準性和智能化水平大量提升，為

影響我國國民經(jīng)濟發(fā)展的多個領(lǐng)域提供服務。

2、無人機航測技術(shù)特點

無人機航測技術(shù)是當今航測技術(shù)的必然方向，也是我國該領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)

的延伸及有力補充，既滿足了各相關(guān)行業(yè)的發(fā)展需要，也促進了我國數(shù)

字化建設的發(fā)展進程。其主要特點如下：

(1)起降條件限制小。無人機航測技術(shù)較傳統(tǒng)航測對飛機起降的場地條

件等環(huán)境狀況要求較低，可實現(xiàn)地形復雜地區(qū)的航測工作，環(huán)境適應性

更強。(2)環(huán)境適應能力強、效率高。傳統(tǒng)航測技術(shù)很難突破地形地

貌的限制，對于特殊地形地貌區(qū)域尤其是山地、盆地等復雜地區(qū)的測繪

很難高質(zhì)量、高效完成，部分地區(qū)即使完成，其數(shù)據(jù)成果精度也很難保

證。而無人機航測不僅可高效快速精準測量地形簡單平整區(qū)域，在傳統(tǒng)

航測無法進行或無法滿足項目要求精度的地區(qū)仍可進行拍攝,且能高效

完成并獲取高分辨率影像和高精度定位數(shù)據(jù)，克服了人力無法到達的困

難，對惡劣環(huán)境的適應能力極強。加之無人機航測技術(shù)可低空、云下航

測，空域條件較易達到，對測區(qū)有效拍攝時間更長，更高效，利用相關(guān)

軟件可快速處獲取空三、DEM、DOM、DLG等測繪產(chǎn)品，因而可更好

的服務于土地整治項目。（3）運輸便捷。無人機航測系統(tǒng)集航攝平臺、

GPS、數(shù)據(jù)處理等多種平臺于一體，運輸便利、快捷。（4）反應迅捷。

無人機航測飛行高度低、受環(huán)境干擾較小，高度集成的設計和技術(shù)融合

使得目前無人機體型小巧、操作簡便，從而使其反應能力迅速便捷［2］。

（5）經(jīng)濟合理。整個航測過程不僅可保證測繪產(chǎn)品的質(zhì)量，較之人工

及傳統(tǒng)航測過程在人工消耗、數(shù)據(jù)分析成本上大大降低，加之系統(tǒng)后期

維護和修理費用消耗不大,使得項目航測成本與傳統(tǒng)航測設備相比大大

降低，具有更好的經(jīng)濟性［2］。

3、土地整治項目中應用無人機航測技術(shù)的優(yōu)勢

3.1,更能滿足土地整治項目各階段的實施需要

相比傳統(tǒng)航測及人工測繪，無人機航測可搭載高清攝影設備，結(jié)合GPS

定位技術(shù)對項目實施區(qū)域低空拍攝，采用配套的先進數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，可

高效輕松獲得1:2000甚至更大比例尺地形圖的精度標準。無人機航測

航拍作業(yè)影像獲取在硬件和圖像處理技術(shù)上均科學高效，最大可能降低

所獲取影像的畸變，提升影像分辨率，使得圖像與項目區(qū)實際情況最大

程度相符⑸采取無人機航測在土地整治項目實施范圍內(nèi)的各階段進行

航測進而獲得所需要的測繪產(chǎn)品，實時動態(tài)監(jiān)測項目實施的各階段進展,

對項目區(qū)范圍的選定、規(guī)劃設計、工程施工、竣工驗收等階段提供精準

可靠的測繪成果，為項目參與各方在該項目中的各項活動提供技術(shù)支持。

隨著無人機航測技術(shù)軟硬件的不斷發(fā)展，更高精度的測繪產(chǎn)品逐漸可通

過無人機航測獲得，從而滿足土地整治項目各階段的相關(guān)指標，更大程

度地服務于土地整治項目，為項目實施各階段提供技術(shù)資料和技術(shù)支持。

3.2、航測數(shù)據(jù)成果實時反饋、直觀可靠

無人機航測運輸便捷，可輕松實現(xiàn)項目全局范圍內(nèi)快速測繪，航拍所獲

得的高分辨率正射影像圖可在地面操控屏幕設備上實時顯示，經(jīng)處理后

所獲得的符合要求的測繪產(chǎn)品，可直觀清晰反映出土地整治項目實施過

程中各階段具體情況，實時掌控項目區(qū)域內(nèi)路網(wǎng)、水渠、各地類面積等

相關(guān)設施信息，在此基礎上對土地整治項目整個實施過程各環(huán)節(jié)進行分

析量測和判斷，為設計、施工、檢查驗收各單位提供技術(shù)和圖件支持。

3.3、航測成果真實性更強

傳統(tǒng)土地整治項目主要參考文字材料及從各方收集的圖件產(chǎn)品對設計、

進度、質(zhì)量、竣工驗收等階段進行管理與控制，成果的客觀、可靠、實

時、精確無法保障。土地整治工程中新增耕地圖及最終施工完成竣工驗

收后的竣工圖與航測所獲得的正射影像圖可進行疊加套合，通過糾正后

的相關(guān)圖件對比分析，可有效判斷該土地整治項目各階段與相關(guān)規(guī)范要

求的符合程度使得該項目航測成果真實性更強項目作業(yè)質(zhì)量更高⑸。

3.4、作業(yè)效率大大提升

航測作業(yè)獲取的精確度較高的正射影像圖，在生產(chǎn)DLG測繪產(chǎn)品時可

節(jié)約大量時間和人工投入，從而使工作效率大大提升。加之航測相關(guān)產(chǎn)

品反映的土地整治項目區(qū)域內(nèi)地形地貌等相關(guān)信息對提升土地整治項

目實施過程中的數(shù)據(jù)精確性和項目質(zhì)量提供了技術(shù)支持［2］。

4、土地整治項目中無人機航測技術(shù)具體實施

4.1,前期踏勘

無人機起降前準備工作，包括土地整治項目范圍區(qū)域內(nèi)地形地貌等相關(guān)

資料、無人機及搭載的各項儀器設備的檢測、項目區(qū)紅線范圍等，以便

保證飛機飛行安全、獲取影像高清準確以及像控點的合理布置［6］?，F(xiàn)場

踏勘的DOM底圖比例尺盡量不小于1:2000，以進行更好的現(xiàn)場判讀，

相關(guān)參與者應磋商確定重點測繪目標及范圍及相關(guān)測繪標準和要求。

利用無人機航測技術(shù)在可研階段制作出的數(shù)字高程模型（DEM）、數(shù)

字正射影像圖（DOM）、數(shù)字線劃圖（DLG）,和以此為基礎制作的

紅線范圍內(nèi)的三維立體模型，可清晰直觀的為項目可研階段的參與者包

括規(guī)劃人員及評審專家等提供了解項目區(qū)的相關(guān)技術(shù)資料，以便合理設

計線狀地物（路網(wǎng)、溝渠及附屬設施等）、科學計算土方量，進而為可

研報告的編制提供科學參考和決策依據(jù)。同時可研階段的測繪產(chǎn)品與之

后各階段成果可疊加對比分析，以便于土地管理部門對項目實施各階段

的土方量、路網(wǎng)建設、橋梁及溝渠維護、相關(guān)征地賠付及工程變更事宜

進行科學有力的監(jiān)管，從根本上杜絕項目作假、質(zhì)量蒙混過關(guān)問題。土

地整治項目在做規(guī)劃設計和預算過程中，紅線范圍內(nèi)各分部分項工程的

規(guī)劃設計、耕地整治后坡度、工程量計算以及相關(guān)圖件（平面布置圖、

規(guī)劃設計圖）的制作同樣需要無人機航測所生產(chǎn)的測繪產(chǎn)品提供技術(shù)支

持。

4.2、實施過程中應用及評價

項目施工階段，可通過航拍對項目施工過程中各階段測繪成果進行對比

分析，及時了解并適時調(diào)整工程進度；航拍及數(shù)據(jù)生產(chǎn)階段，無人機搭

載高清成像設備，在地面接受設備及遙控設備控制下，獲取土地整治項

目區(qū)域內(nèi)高清畫面，通過數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)PhotoScan等軟件完成測繪產(chǎn)

品的生產(chǎn)，為項目參與人員提供圖件參考［6］。

4.3、竣工驗收

竣工驗收是土地整治項目整個實施過程中的最后關(guān)鍵階段。無人機航測

迅速便捷，在土地整治項目實施各階段制作的4D測繪產(chǎn)品為參與各方

提供覆蓋項目區(qū)全局、精準度高的圖文資料，可在項目通過各階段測繪

產(chǎn)品疊加分析，判斷設計施工一致性，以更好服務于竣工驗收。同時對

偷工減料、工程量虛報私自變更等現(xiàn)象從技術(shù)上杜絕，幫助竣工驗收順

利開展。

5、存在問題及建議

如前文所述，無人機航測較之傳統(tǒng)航測及人工測繪有著