淺談低空無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量在土地整治竣工驗(yàn)收中的應(yīng)用

盧中陽(yáng) 易 霞

（南寧天脈測(cè)繪有限責(zé)任公司，廣西 南寧 530022）

雖說(shuō)我國(guó)地大物博，但中國(guó)人口眾多，人均占有量微不足道；土地是人民生產(chǎn)生活不可缺少的資源，隨著人類(lèi)社會(huì)的不斷發(fā)展，對(duì)土地資源的需求與日俱增；要在有限的土地上養(yǎng)活我們這十幾億人口，且要社會(huì)能可持續(xù)發(fā)展，如何科學(xué)合理的利用土地變得非常緊迫，土地整治是科學(xué)合理利用土地最直接有效的方法之一；隨著大量土地整治項(xiàng)目的竣工，項(xiàng)目的監(jiān)督管理部門(mén)要對(duì)實(shí)施的土地整治項(xiàng)目在竣工后是否達(dá)到預(yù)期效果及設(shè)計(jì)要求作出評(píng)定必須通過(guò)準(zhǔn)確、全面的工程量數(shù)據(jù)及圖文資料；而低空無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量在土地整治竣工驗(yàn)收工作中能高效的提供驗(yàn)收所需的資料必將得到廣泛應(yīng)用；低空無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)是繼衛(wèi)星遙感、大飛機(jī)遙感之后發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新型航空遙感技術(shù)，它是一種不失機(jī)動(dòng)靈活、可以實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)又低成本、精度高的一種航測(cè)技術(shù)。

1 技術(shù)設(shè)計(jì)

1.1 技術(shù)依據(jù)

1.1.1 （CJJ/T8-2011）城市測(cè)量規(guī)范。

1.1.2 （CJJ/T73-2010）衛(wèi)星定位城市測(cè)量規(guī)范。

1.1.3 （GB/T 20257.1-2007）1：500、1：1000、1：2000地形圖圖式。

1.1.4 （GB/T 17160-2008）1：500、1：1000、1：2000 地形圖數(shù)字化規(guī)范。

1.1.5 （GB/T 24356-2009）測(cè)繪成果質(zhì)量檢查與驗(yàn)收。

1.1.6 （GB/T 7931-2008）1：500,1：1000,1：2000 地形圖航空攝影測(cè)量外業(yè)規(guī)范。

1.1.7 （GB/T 7930-2008） 1：500,1：1000,1：2000地形圖航空攝影測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)規(guī)范。

1.1.8 （GB/T 23236-2009）數(shù)字航空攝影測(cè)量空中三角測(cè)量規(guī)范。

1.1.9 （CH／Z 3001-2010）無(wú)人機(jī)航攝安全作業(yè)基本要求。

1.1.10 （CH／Z 3002-2010）無(wú)人機(jī)航攝系統(tǒng)技術(shù)要求。

1.1.11 （CH/Z 3003-2010）低空數(shù)字航空攝影測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)規(guī)范。

1.1.12 （CH/Z 3004-2010）低空數(shù)字航空攝影測(cè)量外業(yè)規(guī)范。

1.1.13 （CH/Z 3005-2010）低空數(shù)字航空攝影規(guī)范。

1.1.14 （GB/T 15967-2008）1：500,1：1000,1：2000 地形圖航空攝影測(cè)量數(shù)字化測(cè)圖規(guī)范。

1.2 基本要求

1.2.1 系統(tǒng)基準(zhǔn)

平面采用1980西安坐標(biāo)系，高斯-克呂格正形投影3度分帶；高程采用1985國(guó)家高程基準(zhǔn)，基本等高距為1米。

1.2.2 地形圖成圖規(guī)格

成圖比例尺為1∶1000。無(wú)需標(biāo)準(zhǔn)分幅，根據(jù)項(xiàng)目地形分圖塊。

1.2.3 正射影像成圖規(guī)格

地面影像分辨率為0.1米。無(wú)需標(biāo)準(zhǔn)分幅，根據(jù)項(xiàng)目地形分圖塊。影像文件格式為JPG。

1.2.4 基本精度要求項(xiàng)目控制測(cè)量、航空攝影測(cè)量相關(guān)精度按國(guó)家規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

1.3 工作流程

1.4 無(wú)人機(jī)航空攝影

利用無(wú)人飛行平臺(tái)搭載成像探測(cè)器面陣不小于2000萬(wàn)像素的定焦數(shù)碼相機(jī)，以攝影地面分辨率8～10CM為要求，由GPS領(lǐng)航數(shù)據(jù)計(jì)算相對(duì)飛行高度進(jìn)行航攝獲取測(cè)區(qū)影像資料。

影像資料要求清晰、色彩均勻，飽和度良好，無(wú)去影和劃痕，層次豐富，色差適中，能夠表達(dá)真實(shí)的地物信息。

像片重疊度要求航向重疊度不小于60%，旁向重疊一般不小于15%，像片傾角不大于5度，旋偏角不大于15度。

1.5 控制測(cè)量

1.5.1 基礎(chǔ)控制測(cè)量

測(cè)區(qū)原有基礎(chǔ)控制資料、埋石點(diǎn)保存完好，經(jīng)過(guò)復(fù)核在誤差范圍內(nèi)的，可利用原有的控制成果進(jìn)行下一階段的像控點(diǎn)測(cè)量；如果原基礎(chǔ)控制資料缺失、埋石點(diǎn)密度不能滿(mǎn)足像控點(diǎn)測(cè)量測(cè)量要求的，必須按項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求重新進(jìn)行測(cè)區(qū)的基礎(chǔ)控制測(cè)量。

1.5.2 像片控制測(cè)量

像控點(diǎn)精度要求：像控點(diǎn)相對(duì)鄰近基礎(chǔ)控制點(diǎn)的平面位置中誤差不大于0.1米，高程中誤差不大于0.1米。

像控點(diǎn)選點(diǎn)條件：像控點(diǎn)的目標(biāo)影像應(yīng)清晰，易于判刺和立體量測(cè)；高程控制點(diǎn)點(diǎn)位目標(biāo)應(yīng)選在高程起伏較小的地方，以線(xiàn)狀地物的交點(diǎn)和平山頭為宜。

像控點(diǎn)布點(diǎn)方案：像控點(diǎn)全部布設(shè)為平高點(diǎn)，按航線(xiàn)逐條布設(shè)，航向內(nèi)每隔4條基線(xiàn)布設(shè)；測(cè)區(qū)不規(guī)整的，必須沿測(cè)區(qū)邊界每隔300米布設(shè)有平高點(diǎn)。

像控點(diǎn)測(cè)量：像控點(diǎn)采用GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位（RTK）的方法進(jìn)行測(cè)量，施測(cè)要求如下：①點(diǎn)位上空無(wú)遮掩物，適合于GPS觀測(cè)。②進(jìn)行多點(diǎn)校正。用以校正的點(diǎn)必須是經(jīng)過(guò)GPS靜態(tài)測(cè)量的5秒點(diǎn)；校正點(diǎn)數(shù)不少于6個(gè)，且分布均勻，與待測(cè)區(qū)域地貌相關(guān)性強(qiáng)；點(diǎn)校正時(shí)，要求各點(diǎn)的點(diǎn)位殘差小于2cm。（或者使用測(cè)區(qū)首級(jí)控制網(wǎng)的七參數(shù)作為測(cè)區(qū)校正參數(shù)）。正式觀測(cè)前，應(yīng)先利用周邊2個(gè)已知點(diǎn)進(jìn)行檢核，各坐標(biāo)分量較差均小于3cm后才能實(shí)施流動(dòng)觀測(cè)。③觀測(cè)時(shí)，移動(dòng)站觀測(cè)參數(shù)為：有效衛(wèi)星數(shù)大于5，觀測(cè)時(shí)間3秒，觀測(cè)次數(shù)3次，必須使用帶有支架的支桿觀測(cè)，觀測(cè)時(shí)支桿禁止晃動(dòng)，支桿高度大于1.8米、小于2米，對(duì)中誤差小于5mm，點(diǎn)內(nèi)符合精度Mp＜3cm，Mv＜4cm。④觀測(cè)成果直接記錄于終端中。

1.6 空中三角測(cè)量

進(jìn)行空三加密必須先對(duì)像片進(jìn)行畸變改正、內(nèi)定向，然后進(jìn)行自動(dòng)轉(zhuǎn)點(diǎn)、控制點(diǎn)轉(zhuǎn)刺、區(qū)域網(wǎng)平差計(jì)算、人工調(diào)整過(guò)程，當(dāng)區(qū)域網(wǎng)平差計(jì)算各項(xiàng)精度指標(biāo)滿(mǎn)足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求可生成空三加密成果。

區(qū)域網(wǎng)平差計(jì)算結(jié)束后，連接點(diǎn)對(duì)最近野外控制點(diǎn)的平面位置中誤差不得大于0.35米，連接點(diǎn)對(duì)最近野外控制點(diǎn)的高程中誤差不得大于0.35米。

1.7 地形圖數(shù)據(jù)采集

在空三完成后，由空三成果恢復(fù)立體模型便可按1：1000的成圖要求及竣工驗(yàn)收需要進(jìn)行地形地物的立體采集，每個(gè)像對(duì)的測(cè)圖范圍必須在控制點(diǎn)控制的范圍內(nèi)，地形地物要素的采集按編碼分層進(jìn)行管理，分類(lèi)碼按國(guó)標(biāo)執(zhí)行。

圖形編輯在CAD平臺(tái)上進(jìn)行，根據(jù)1：1000地形圖的成圖要求進(jìn)行處理加工，轉(zhuǎn)換為需要的文件格式。

1.8 外業(yè)調(diào)繪成圖

打印立體采集形成的初步地形圖數(shù)據(jù)到實(shí)地進(jìn)行檢查、核實(shí)、調(diào)查、定性；室內(nèi)根據(jù)外業(yè)調(diào)繪底圖進(jìn)行修整、處理；如遇不能進(jìn)行航測(cè)的區(qū)域必須采取實(shí)測(cè)的方法完善；經(jīng)過(guò)修改、完善最后形成標(biāo)準(zhǔn)的1：1000地形圖成果。

1.9 生成正射影像圖

利用已測(cè)制完成的數(shù)字化地形圖數(shù)據(jù)生成測(cè)區(qū)的高程模型糾正影像因地面起伏、飛機(jī)傾斜等因素引起的失真，把中心投影轉(zhuǎn)換為垂直投影，得到單張的正射影像，單片正射影像經(jīng)調(diào)色、勻光、鑲嵌、裁切、檢查編輯等步驟，生成整個(gè)測(cè)區(qū)標(biāo)準(zhǔn)的的正射影像圖。

1.10 制作竣工驗(yàn)收材料

無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)獲得的1：1000地形圖及0.1米分辨率的正射影像圖是制作土地整治竣工驗(yàn)收材料的基礎(chǔ)，它能準(zhǔn)確、全面、直觀的提供制作竣工驗(yàn)收材料所需的工程量數(shù)據(jù)及圖文資料，如平整區(qū)面積、新建路長(zhǎng)度寬度、新建水渠長(zhǎng)度寬度、橋涵數(shù)量等等；通過(guò)圖件的輔助，更有身臨其境的作用；竣工驗(yàn)收材料必須能真實(shí)、準(zhǔn)確反映項(xiàng)目的竣工情況。

2 優(yōu)越性

2.1 高效率，低成本

相比傳統(tǒng)的測(cè)量方法，低空無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量在同等的測(cè)量項(xiàng)目中所花費(fèi)的時(shí)間、人力、財(cái)力都有很大的降低，特別是外業(yè)工作量減小了很多，使我們的測(cè)繪技術(shù)人員脫離了大量的體力勞動(dòng)；它機(jī)動(dòng)、高效、少投入的特性是傳統(tǒng)測(cè)量方法無(wú)法比擬的。

2.2 精度保證且分布均勻

低空無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量方法技術(shù)先進(jìn)，理論科學(xué)，經(jīng)過(guò)實(shí)例驗(yàn)證其各項(xiàng)目精度指標(biāo)完全能達(dá)到規(guī)范要求；航空攝影測(cè)量對(duì)地物的采集是實(shí)時(shí)實(shí)地的，地物點(diǎn)三維坐標(biāo)不像常規(guī)測(cè)量局部需要內(nèi)業(yè)加密，航測(cè)的這特性使得測(cè)繪產(chǎn)品更貼近實(shí)地，精度更均勻、穩(wěn)定。

2.3 提供全面、直觀的成果

低空無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量可以獲得DLG DEM DOM等成果，整個(gè)項(xiàng)目區(qū)的地理空間信息都得到了清晰反映，基本實(shí)現(xiàn)了把項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)情況搬到辦公室，讓管理者、決策者人在千里之外，運(yùn)籌帷幄之中。

3 可行性

低空無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)已成功運(yùn)用在廣西某土地整治項(xiàng)目竣工驗(yàn)收中，該項(xiàng)目集中連片，面積約10平方公里，屬丘陵地貌；片源獲取是用無(wú)人機(jī)搭載Canon EOS 5DMarkⅡ相機(jī)；用GPSRTK進(jìn)行像控點(diǎn)測(cè)量，布點(diǎn)方法、密度嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求；空三加密，立體測(cè)圖，正射影像生成使用武漢航天遠(yuǎn)景軟件；對(duì)地形圖成果、正射影像成果我們采用GPSRTK實(shí)地打點(diǎn)的方法進(jìn)行檢查，隨機(jī)的、均勻的抽查了489個(gè)地物點(diǎn)，平面中誤差為0.32米，高程中誤差為0.38米，粗差點(diǎn)有16個(gè)，未超過(guò)5%；從抽查結(jié)果來(lái)看，不管是平面精度還是高程精度都能達(dá)到規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。因此在土地整治竣工驗(yàn)收材料中采用低空無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量所提供的測(cè)量成果數(shù)據(jù)是完全可靠、可行的。

4 結(jié)論及建議

實(shí)踐證明低空無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量在土地整治項(xiàng)目竣工驗(yàn)收中能快速、高效的提供高精度、全方位、真實(shí)可靠的工程量數(shù)據(jù)及圖文資料，讓項(xiàng)目的監(jiān)督管理部門(mén)對(duì)竣工的土地整治項(xiàng)目是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，是否按質(zhì)按量完成作出客觀合理的判斷，維護(hù)國(guó)家和人民的切身利益；最后希望項(xiàng)目的監(jiān)督管理部門(mén)在今后的土地整治項(xiàng)目竣工驗(yàn)收中多采用低空無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量這種先進(jìn)可靠的方法。

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