鹤壁市恒达测绘有限公司 河南省鹤壁市 458030;浚县土地勘测设计规划事务所 河南省鹤壁市浚县 456250
摘要:我国国土面积广大,土地整治工作也越来越受到重视。无人机航测技术作为新兴的一种强有力的测绘手段应用于土地整治工程中,克服了传统航空摄影及人工测绘的弊端,效率提升、成果真实、可靠,科学、合理的解决了项目实施过程中的技术难题,为土地整治项目各阶段的顺利实施提供技术和图件支持,越来越多土地整治项目中被大量采用,为我国土地整治事业的发展贡献力量。基于此,文章分析了无人机航测技术在土地整治中的具体应用,有利于转变土地整治项目的固有路径,实现土地整治的科学化。
关键词:无人机航测技术;土地整治;应用
引言
近年来,无人机航测遥感技术快速发展,它是对卫星遥感、大飞机航测的有效补充,具有灵活性高、成本低、作业周期短、数据分辨率高等特点,在大地测量、国土规划、资源调查、防灾救灾等领域得到了广泛应用。该技术的发展和应用,促使土地整治工程在前期踏勘、中期设计施工、后期验收监管等方面实现高效便捷的动态监测成为可能,许多省市已经将低空无人机航测技术作为土地整治项目设计、验收、监测的推荐技术。
1无人机航测技术概况
无人机航测系统综合集成了GPS、气压高度计、惯导、地面控制平台、航拍摄相机和数码相机、数据处理软件等设备,主要由飞行控制系统、航拍摄像系统、地面站系统和数据处理系统组成[4]。
无人机航测技术将无人机飞行技术、通信及GPS定位等多学科进行有机融合,可精准、高效的获取国土、环境等空间,并按需对其进行处理分析,因其在成本、效率及智能化方面的巨大优势,为世界相关行业从业人士所青睐,在相关学科不断发展的背景下,无人机硬件和软件方面不断创新和发展,其获取数据的精准性和智能化水平大量提升,为影响我国国民经济发展的多个领域提供服务。
1.1无人机主要构成
从航测无人机的硬件构成来看,其主要包含了搭载摄像头的飞行平台、高清摄像机。飞行平台是无人机机体,在航测过程中主要是受到地面控制台的控制,在飞行过程中,对飞行的状态与目标予以实时监控,确保可以实现任意飞行姿态;高清摄像机能够及时获得地面被测实体的高清影像,而该影像可以被应用于被测区域内地理环境、土地状态等的了解与分析。因此,无人机航测所获得的测绘结果可以为土地整治工作的开展提供重要的基础。从无人机航测系统的构成来看,其主要包含了飞行控制系统与地面控制系统。前者主要负责对无人机的飞行控制,是航测工程顺利开展的重要前提。在无人机航测工作的进行过程中,飞行控制系统还能够与GPS导航系统等加以结合,再加上地面控制系统的配合,能够实现对相关实体的精准定位、导航等,且能实现对无人机飞行高度、速度等的实时控制,使得无人机航测工作可以顺利进行,保障无人机可以依据规划的飞行路线进行测绘数据的采集。在航测过程中,有关人员通过系统控制面板,结合其航测要求,可以对相应的飞行参数加以必要的调整,保障高清摄像机能够获得更为清晰的影像。
2无人机航测技术在土地整治项目中的应用
2.1严格按照作业流程开展工作
在将无人机航测技术应用于土地整治工作中时,要保证其技术应用效果,有关人员在工作中必须严格按照特定的作业流程来进行。在无人机飞行航线的设计上,需要考虑以下因素:(1)航线设计要充分结合社区范围、基准面高程等要素,保证航线设计的而科学性,使得在无人机航摄的过程中,在相同的拍摄区域内,当高差在设计航高的1/6时,测区航向重叠要在65%以内,并要在此过程中将旋偏角、橡片倾角控制在150°、50°以内。而在像控点的测量过程中,影像拼接软件发挥着重要的作用,通过测量操作,能够直接生成正射影像图,该影像图可为土地整治工作提供重要的参考与借鉴。(2)在空三加密的过程中,DPGird的应用可以直接进行橡片畸变的纠正,采用自动转点、人工方式等,有效实现对点转刺等的调整,使得无人机航测工作可以顺利进行,提高测量结果的精确性。
2.2实施过程中应用及评价
项目施工阶段,可通过航拍对项目施工过程中各阶段测绘成果进行对比分析,及时了解并适时调整工程进度;航拍及数据生产阶段,无人机搭载高清成像设备,在地面接受设备及遥控设备控制下,获取土地整治项目区域内高清画面,通过数据处理系统PhotoScan等软件完成测绘产品的生产,为项目参与人员提供图件参考。
2.3观测效果直观,数据获取简易
工程影像资料是土地整治项目竣工验收、资料存档以及效果展示的重要方式,无人机可根据地形条件和地物条件进行飞行高度设置和摄像头拍摄角度调整,对实施区域进行定点定量的数据采集,其分辨率较高和可低空飞行的优势对小范围内信息的获取具有明显优势,可以通过机身携带的摄像头取得项目区影像资料。根据无人机遥感航测的结果,可以直观地展现土地整治项目实施过程和详细结果,监测对实施过程中的项目具有明显的指导调节作用,同时,针对实际实施过程中可能出现与规划方案产生的偏差,可以及时调整思路,有效制定对应的解决方案。另外,可通过无人机航测定点定位取景,将影像数据与项目初步规划图、规划设计图以及竣工图叠加对比,对土地整治项目整治前后的状态和效果做出最直观的体现,精确分析对比项目施工前、施工中以及施工后的关键数据,确保工程准确无遗漏。
2.4数据的收集与处理
无人机图像拍摄完成以后,内业人员对所获得的影像资料、数据等加以分析,剔除其中多余的信息,使得所获得的影像资料等,能够符合土地整治的基本需求。
3存在问题及建议
如前文所述,无人机航测较之传统航测及人工测绘有着不可复制的优势,但仍存在不足之处。无人机因其体积较小因而航测时易受横风干扰,进而造成俯冲和横滚角过大、航拍影像易产生畸变,因而在影像处理过程中须布置更多像控点对影像进行纠正以提高测绘产品精度。在具体项目应用中应充分考虑优势与不足,合理选择测绘形式,遵守相关规程规范操作,充分发挥无人机航测技术在土地整治项目实施过程中便捷高效、成本低廉的优势,不断为我国土地整治事业贡献力量。
3.1实施过程中应用及评价
项目施工阶段,可通过航拍对项目施工过程中各阶段测绘成果进行对比分析,及时了解并适时调整工程进度;航拍及数据生产阶段,无人机搭载高清成像设备,在地面接受设备及遥控设备控制下,获取土地整治项目区域内高清画面,通过数据处理系统PhotoScan等软件完成测绘产品的生产,为项目参与人员提供图件参考。
4工程案例
以某废弃砖厂复垦项目土方测算为例。采用ContextCaptureCenter软件对采集的381幅影像进行全自动化的处理生成3D实景模型,采用Deccartes抽取地膜提取地形关键点,基于ArcGIS栅格数据SpatialAnalyst模块空间插值生成测区高精度DEM,通过3DAnalyst模块填挖方工具即可辅助设计进行土方量计算。无人机倾斜摄影测量成果结合ArcGIS软件计算土方量,其精度可靠,外业工作量小,内业自动化程度高,并能在提供可视化成果基础上实现量算、查询等功能。
结语
综上所述,在土地整治项目实施过程中,利用无人机遥感技术可快速、高效地提取高分辨率影像数据和视频资料,对土地整治项目的外业踏勘、规划设计过程中提供基础的数据资料和技术支持,同时可直观的反映地形地貌和地物现状,并在土地整治项目实施的前、中、后期均起到有力的监控作用,能有效提高工作效率和节约成本,具有十分广泛应用前景的和推广价值。由于无人机航空摄影摄像受天气影响较大,部分大型无人机对场地也具有严格的要求,另外,对部分地形较为复杂且林木较多的区域及隐蔽工程无法做到直观体现,在实际实施过程中仍需进行必要的实地核查工作。
参考文献
[1]郭伟,徐大展,黄国栋,等.无人机航测技术及其在土地整治项目中的应用探究[J].科学技术创新,2017(25):119-120.
[2]王少军,江钰.无人机航测技术及其在土地整治项目中的应用探讨[J].科技创新与应用,2016(17):299.
[3]刘昌军,郭良,岳冲,等.无人机航测技术在山洪灾害调查评价中的应用[J].中国防汛抗旱,2014(3):3-7,35.
[4]肖亮明,陈建忠.无人机航测技术在国土资源管理中的应用[J].测绘地理信息,2017,42(5):96-99.
[5]雷雨.无人机航测技术及其在土地整治项目中的应用[J/OL].西部资源,2019(06):137-138.