精準扶貧中貧困村正射影像的生產(chǎn)與應用

文｜ 荊州市城鄉(xiāng)規(guī)劃局扶貧工作隊、荊州市測繪院 杜健

1 前言

習近平總書記多次強調(diào)，打好脫貧攻堅戰(zhàn)是黨的十九大提出的三大攻堅戰(zhàn)之一，對如期全面建成小康社會、實現(xiàn)我們黨第一個百年奮斗目標具有十分重要的意義。本文選取湖北省省級貧困村——湖北省監(jiān)利縣王公村為例，該村有村民小組8個，耕地面積2048畝，農(nóng)戶320戶，1320人，其中貧困戶44戶，175人，農(nóng)戶以種植業(yè)為主，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)單一。 本文通過無人機技術(shù)，GIS技術(shù)，通過空三加密，GPS定位，正射處理，地圖制圖等技術(shù)手段，對貧困戶的分布、產(chǎn)業(yè)、基礎設施等進行標識，為貧困村制定脫貧措施、產(chǎn)業(yè)發(fā)展升級，基礎設施建設、鄉(xiāng)村振興規(guī)劃進行技術(shù)支持。

2 技術(shù)基礎

本項目采用國家大地坐標系，1.5°分帶高斯-克呂格投影，112°30′中央子午線。高程基準采用1985國家高程基準，高程系統(tǒng)為正常高。最終成果以分幅圖為作業(yè)單元，分幅執(zhí)行GB/T13989-2012《國家基本比例尺地形圖分幅和編號》，成圖比例尺為1:2000。采用50cm ×50cm標準分幅，圖幅編號按圖廓西南角平面坐標公里數(shù)編制。1:2000比例尺取至0.1公里（如10.0-21.0））。

數(shù)字高程模型（DEM）成果提交ArcInfo Grid *.grd文件，格網(wǎng)尺寸為2米，數(shù)字正射影像（DOM）成果提交無壓縮真彩色TIF+TFW文件，地面分辨率為0.2米。

DEM精度要求數(shù)字高程模型成果的精度用格網(wǎng)點的高程中誤差表示，采樣點數(shù)據(jù)最大誤差為2倍的高程中誤差。數(shù)字高程模型高程值精度取位至0.01米，高程值存儲時采用浮點型或放大至整型。本項目按照1:2000數(shù)字高程模型二級精度指標執(zhí)行，精度指標如下表1所示：

3 技術(shù)流程

本項目采用無人機航空攝影方式制作DOM，工藝流程為：（1）依據(jù)王公村開展扶貧工作的需求及已有資料制定項目技術(shù)路線；（2）無人機相機檢校；（3）依據(jù)提供的作業(yè)范圍線，設計航飛方案、測區(qū)區(qū)域劃分及航飛；（4）利用測區(qū)范圍線及劃分的測區(qū)布設像控點及進行像控點測量；（5）利用無人機航飛影像及像控點進行空三加密；（6）利用全數(shù)字攝影測量系統(tǒng)生成DEM、DOM；（7）成果整理與匯交。

4 項目方案設計

本項目采用固定翼無人機上搭載的雙頻GNSS接收機作為移動站，在航攝曝光時，觀測并記錄了GPS、GLONASS和北斗系統(tǒng)的定位信號，經(jīng)離線精密單點定位（PPP）數(shù)據(jù)后處理，以獲取每個攝站點的空間位置，并采取構(gòu)架航線方式航攝，最大優(yōu)勢在于保證成果精度前提下大大減少像控點數(shù)量。

4.1 像控點布設方案

當無人機上搭載雙頻GPS，采用構(gòu)架航線進行航飛時，在測區(qū)四角、測圖航線與構(gòu)架航線的交叉處布設平高控制點。在測區(qū)中均勻布設高程控制點保證高程精度，布設方案為航線內(nèi)每1.4km-1.8km布設一個高程控制點，航線間每隔一航線布設一個高程控制點。

選點時要求各相關像片影像清楚，目標小，攝影后無變化，并易于內(nèi)業(yè)選刺。本測區(qū)選用的目標為橋梁與道路交叉點、平房頂外角，圍墻內(nèi)外角、道路的交點等，選定目標后，在實施測量時使用手機對測量中的GPS拍攝現(xiàn)場照片，獲取GPS接收機所在精確位置，用于后期空三加密刺點參考。測區(qū)均勻分布3到5個平高檢查點用于精度檢查。平高點、高程點采用流水號編寫，平高點前冠HV、高程點前冠VE，如：HV0001，VE0002，平高檢查點前冠J，如J0001。全測區(qū)各類控制點編號不得重復。

表1 數(shù)字高程模型精度指標 （單位為米）

表2 基本定向點殘差、檢查點誤差、公共點較差最大限差

像控點的平面利用湖北省連續(xù)運行衛(wèi)星定位服務系統(tǒng)（HB-CORS）網(wǎng)絡RTK方法測量。對于通訊信號較弱的地方，可以用GPS快速靜態(tài)模式作業(yè)。像控點高程測量采用GPS測高法，測得成果到HB-CORS控制中心進行轉(zhuǎn)換解算出1985國家高程基準。

4.2 空三加密

1:2000 空中三角測量絕對定向應滿足下列要求，如表2、圖1所示：

4.3 數(shù)字正射影像圖(DOM）制作

（1）1:2000 數(shù)字正射影像圖影像分辨率：0.2m。格式為tif，并帶有tfw坐標文件。

（2）影像清晰、無色差、層次豐富、反差適中，彩色色調(diào)柔和鮮艷、色調(diào)均勻、過渡自然、相同地物的色彩調(diào)基本一致。

（3）無明顯噪聲、斑點、壞線和接痕，相鄰影像拼接帶內(nèi)影像要平滑過渡，不得出現(xiàn)視感模糊，接邊不得出現(xiàn)明顯接邊痕跡。建筑無明顯扭曲及高亮情況，側(cè)視角原則上小于15°，特殊情況下不超過25°。

（4）線狀地物無明顯錯位。

（5）成果精度應滿足 1:2000DLG 生產(chǎn)要求。

5 成果應用

本文采用無人機航空攝影測量方案制作DEM、DOM，形成扶貧村專題圖，標注貧困戶位置、脫貧時間、基礎設施、各項產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀等信息，簡介直觀的進行展示，用于貧困村脫貧攻堅、產(chǎn)業(yè)發(fā)展，實施鄉(xiāng)村振興等工作，脫貧攻堅工作得到了有效推進；與此同時，本文只探討了航空影像基礎利用，在鄉(xiāng)村振興產(chǎn)業(yè)，貧困戶信息的深度挖掘還不夠深，需要在將來的研究中更深一步的探索，為精準扶貧，精準脫貧發(fā)揮更大作用。圖2所示。

圖1 航攝成果生產(chǎn)流程

圖2 航攝影像圖（局部）