測繪新技術(shù)在鄉(xiāng)村振興中的應(yīng)用研究

賈玄娜

（三和數(shù)碼測繪地理信息技術(shù)有限公司，甘肅 天水 741000）

黨的十九大報(bào)告提出實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，要實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村振興，就要始終堅(jiān)持黨管農(nóng)村工作，堅(jiān)持農(nóng)業(yè)農(nóng)村優(yōu)先發(fā)展，堅(jiān)持農(nóng)民主體地位，堅(jiān)持鄉(xiāng)村全面振興，堅(jiān)持城鄉(xiāng)融合發(fā)展，堅(jiān)持人與自然和諧共生，堅(jiān)持因地制宜、循序漸進(jìn)。力爭在2050年，實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村全面振興，達(dá)到農(nóng)業(yè)強(qiáng)、農(nóng)村美、農(nóng)民富。在提出鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略后，針對(duì)農(nóng)村現(xiàn)狀，很多學(xué)者提出了實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村振興的方案。何繼紅等[1]在分析了廣東省樂昌市的旅游資源后，提出了通過生態(tài)旅游模式實(shí)現(xiàn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)脫貧；鄭春泥等[2]提出通過機(jī)制創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新、科技創(chuàng)新以及培養(yǎng)優(yōu)質(zhì)人才等路徑實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村振興；步宇飛等[3]通過提出改善農(nóng)村環(huán)境，從而推動(dòng)鄉(xiāng)村振興；趙瑋等[4]對(duì)農(nóng)業(yè)技術(shù)、產(chǎn)品配置、產(chǎn)業(yè)鏈布局和品牌建設(shè)等，提出了相應(yīng)的建議，以期為鄉(xiāng)村振興提供參考；劉知草[5]提出通過專業(yè)的技術(shù)人員深入農(nóng)村，推廣農(nóng)業(yè)技術(shù)，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，從而提升農(nóng)村經(jīng)濟(jì)水平，縮短城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)差距。本研究結(jié)合鄉(xiāng)村實(shí)際及近年來測繪技術(shù)的變革，介紹了無人機(jī)技術(shù)、無人機(jī)攝影測量技術(shù)、激光雷達(dá)（LIDAR）技術(shù)和遙感技術(shù)的相關(guān)知識(shí)，并對(duì)相關(guān)技術(shù)在鄉(xiāng)村振興中的應(yīng)用進(jìn)行了介紹，以期為鄉(xiāng)村振興帶來一定的參考。

1 測繪新技術(shù)介紹

1.1 無人機(jī)技術(shù)

無人機(jī)是無人駕駛飛機(jī)的簡稱，英文縮寫UAV，是通過無線電遠(yuǎn)程遙控設(shè)備和自帶的程序控制裝置操縱的無人飛行器。較載人飛機(jī)而言，無人機(jī)具有低空飛行、造價(jià)低、體積小、使用方便、攜帶方便、操作靈活、對(duì)起飛降落場地要求低等特點(diǎn)，在當(dāng)今社會(huì)生產(chǎn)中，發(fā)揮著越來越重要的作用[6]。比如無人機(jī)喊話、無人機(jī)電力線巡查、無人機(jī)拋投傳單等。

1.2 無人機(jī)攝影測量技術(shù)

無人機(jī)攝影測量技術(shù)是指在無人機(jī)上，搭載非量測數(shù)碼相機(jī)，采集具有一定重疊度的影像，利用共線方程，結(jié)合定位定姿系統(tǒng)（POS數(shù)據(jù)），獲取影像上任何一點(diǎn)三維坐標(biāo)的技術(shù)。由于POS精度不能滿足當(dāng)前需求，需采集少量控制點(diǎn)，對(duì)POS坐標(biāo)系下的空三加密成果進(jìn)行平差調(diào)整，得到可以滿足項(xiàng)目需求的加密點(diǎn)成果，目前主流的測量技術(shù)包括垂直攝影和傾斜攝影。垂直攝影通常搭載一臺(tái)數(shù)碼相機(jī)，其攝影角度垂直于地面，從空中往下進(jìn)行拍攝。傾斜攝影除了搭載垂直相機(jī)外，還搭載多臺(tái)傾斜相機(jī)，常見的傾斜相機(jī)與垂直相機(jī)夾角為45°，這樣獲取的影像信息更加豐富，盲區(qū)更少，可以更好地為后續(xù)各種需求進(jìn)行服務(wù)，提升數(shù)據(jù)成果的使用率和使用范圍。無人機(jī)攝影測量獲取的原始數(shù)據(jù)是影像，影像上可以準(zhǔn)確反映當(dāng)時(shí)現(xiàn)場的狀況，通過對(duì)影像進(jìn)行分析，可以獲取更多的有用信息，這也就是為何采用攝影測量的方式進(jìn)行作業(yè)的原因。

1.3 激光雷達(dá)（LIDAR）技術(shù)

LIDAR是集激光、全球定位系統(tǒng)（GPS）和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（INS）三種技術(shù)于一體的系統(tǒng)，用于測繪的是一種主動(dòng)式激光雷達(dá)。通過發(fā)射密集的激光束，碰到目標(biāo)后反射回來，被接收系統(tǒng)收集，通過發(fā)射與反射回來的時(shí)間差，結(jié)合光速，計(jì)算得到目標(biāo)點(diǎn)與發(fā)射點(diǎn)間的距離，結(jié)合發(fā)射時(shí)的姿態(tài)和位置，計(jì)算得到目標(biāo)點(diǎn)的三維坐標(biāo)。LIDAR可以發(fā)射不同波段的雷達(dá)，部分波段具有穿透植被的能力，可以穿透植被，直接獲取地表坐標(biāo)，用來獲得高精度的立體像對(duì)衛(wèi)星數(shù)據(jù)（DEM數(shù)據(jù)）。

1.4 遙感技術(shù)

遙感是指非接觸、遠(yuǎn)距離探測目標(biāo)地物的技術(shù)，其系統(tǒng)組成主要包括信息源、信息獲取、信息處理、信息應(yīng)用四部分。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國發(fā)射的遙感衛(wèi)星數(shù)量和種類日漸繁多。根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域可分為大氣遙感、環(huán)境遙感、資源遙感、地質(zhì)遙感、海洋遙感、農(nóng)業(yè)遙感、林業(yè)遙感等；按照工作方式可分為主動(dòng)式遙感和被動(dòng)式遙感；按照記錄方式可分為成像遙感和非成像遙感等。

1.5 高光譜遙感技術(shù)

高光譜遙感是指具有高光譜分辨率的遙感科學(xué)和技術(shù)，借助成像光譜儀，能在紫外、可見光、近紅外和中紅外區(qū)域，獲取許多非常窄且光譜連續(xù)的圖像數(shù)據(jù)，為每個(gè)像元提供數(shù)十至數(shù)百個(gè)窄波段（通常波段寬度＜10 nm）光譜信息，能產(chǎn)生一條完整而連續(xù)的光譜曲線。高光譜遙感技術(shù)應(yīng)用非常廣，比如常見的水質(zhì)監(jiān)測、大氣監(jiān)測、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測等，都與高光譜技術(shù)密不可分[7]。

2 測繪新技術(shù)在鄉(xiāng)村振興中的應(yīng)用

2.1 無人機(jī)在農(nóng)作物中的應(yīng)用

2.1.1 在農(nóng)作物精準(zhǔn)施肥方面的應(yīng)用

傳統(tǒng)的農(nóng)作物施肥，是通過人工方式對(duì)莊稼噴灑農(nóng)藥，該方法效率低、農(nóng)藥噴灑不均勻，無法對(duì)果樹頂部進(jìn)行施肥。隨著無人機(jī)續(xù)航和載荷能力的提升，采用無人機(jī)噴灑農(nóng)藥成為目前的主流方式。無人機(jī)具有低空飛行、靈活方便、定點(diǎn)盤旋等特點(diǎn)，這為農(nóng)作物精準(zhǔn)施肥提供了保障。通過從空中對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行施肥，不但提升了施肥效率、降低了人員勞動(dòng)強(qiáng)度，而且可以均勻施肥。

2.1.2 在非法作物巡查中的應(yīng)用

我國對(duì)毒品市場一直進(jìn)行嚴(yán)厲打擊，取得了良好的成果，但是，在利益驅(qū)使下，還是有一部分人鋌而走險(xiǎn)，繼續(xù)從事毒品種植和買賣。農(nóng)村的一些地方居住人口稀疏，荒廢的院落較多，具有很好的隱蔽性，這為種植罌粟提供了便利，也為打擊罌粟種植帶來了一定的難度。無人機(jī)可以搭載高清攝像儀，通過圖傳技術(shù)，將無人機(jī)畫面回傳到地面站上，打擊毒品的人員可以通過回傳的視頻，發(fā)現(xiàn)罌粟的種植，不但提升了工作人員發(fā)現(xiàn)罌粟的準(zhǔn)確率，而且提升了效率，為打擊罌粟種植提供了保障。

2.1.3 在監(jiān)測森林火災(zāi)中的應(yīng)用

近年來，氣候變化異常，全國多地溫度持續(xù)上升，這為森林火災(zāi)埋下了隱患。如四川涼山的火災(zāi)，遇難19人，大面積森林被燒毀，周邊環(huán)境受到嚴(yán)重污染。如果事先對(duì)火源點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測，就有可能避免該悲劇的發(fā)生。無人機(jī)上搭載熱紅外傳感器，可以對(duì)森林中的溫度進(jìn)行監(jiān)測，從而探測出可能發(fā)生火災(zāi)的火源點(diǎn)，提高森林防火人員的巡查效率。

采用SP免疫組化法檢測VEGF的表達(dá)。試劑均購自北京中杉金橋生物科技有限公司，其中包括免疫組化試劑盒、鼠抗人VEGF單克隆抗體(即用型)、DBA顯色試劑盒。

2.2 無人機(jī)攝影測量技術(shù)在農(nóng)村土地中的應(yīng)用

2.2.1 在土地確權(quán)中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的土地確權(quán)，是利用GPS-RTK（實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)）等設(shè)備，采集地塊邊界的坐標(biāo)值，通過內(nèi)業(yè)將地塊邊界連起來，形成閉合的矢量面，該方法作業(yè)效率低、精度差、工期長，對(duì)全國土地確權(quán)來說，實(shí)施起來不現(xiàn)實(shí)。針對(duì)這一問題，采用無人機(jī)垂直攝影技術(shù)，獲取地面高分辨率影像，通過空中三角測量解算，得到影像上每一點(diǎn)的坐標(biāo)值，利用少量控制點(diǎn)進(jìn)行平差調(diào)整，得到精度較高的空三加密成果，繼而得到高精度的數(shù)字正射影像。以正射影像作為底圖，在影像上對(duì)地塊進(jìn)行矢量化，不但提高了作業(yè)效率，而且提高了地塊矢量畫的精度，縮短了工期，為全國的土地確權(quán)按時(shí)完成提供了保障。

2.2.2 在土地整治中的應(yīng)用

隨著城鎮(zhèn)化腳步的加快，耕地荒廢面積逐年增加，水土流失日趨嚴(yán)重，對(duì)土地進(jìn)行整治，提升土地的等級(jí)至關(guān)重要。利用無人機(jī)獲取整治區(qū)域高分辨率的影像數(shù)據(jù)，通過內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理，得到高精度的數(shù)字線劃圖成果，利用該成果，對(duì)整治區(qū)域的土地進(jìn)行合理規(guī)劃，利用高精度等高線，合理估算土方量，為土地整治提供第一手資料，為決策者提供可靠數(shù)據(jù)。

2.2.3 在房地一體確權(quán)登記中的應(yīng)用

房地一體確權(quán)登記是保障農(nóng)民住宅合法權(quán)益的一項(xiàng)重要任務(wù)，通過確權(quán)登記，頒發(fā)給農(nóng)民不動(dòng)產(chǎn)證，使農(nóng)民住宅更有保障。傳統(tǒng)的房地一體確權(quán)是利用全站儀、GPS-RTK等設(shè)備，對(duì)房角點(diǎn)、院落角點(diǎn)進(jìn)行采集，利用皮尺量測房屋邊長，該方法作業(yè)效率低、需要大量的人力財(cái)力，不便于大規(guī)模展開作業(yè)。傾斜攝影測量是近年來發(fā)展起來的一項(xiàng)新的測量技術(shù)，通過搭載多個(gè)高分辨率攝像機(jī)，對(duì)地面地物進(jìn)行多角度拍攝，得到死角較少、地物信息豐富完整的影像。利用建模軟件，對(duì)多視角影像進(jìn)行空中三角測量解算，得到高精度的實(shí)景三維模型。利用專業(yè)的裸眼采集軟件如EPS（實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)），在模型上對(duì)房屋進(jìn)行矢量化采集，得到高精度的地籍圖。在發(fā)證時(shí)，將模型從不同視角打印到不動(dòng)產(chǎn)證書上，使房屋結(jié)構(gòu)、屬性更直觀，有助于不動(dòng)產(chǎn)的管理。

2.3 LIDAR技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測中的應(yīng)用

近年來，農(nóng)村環(huán)境綠化有了明顯的改善，裸露的地表已經(jīng)被植被完全覆蓋。雖然綠化得到了改善，但是伴隨而來的就是降雨明顯增多，地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)。傳統(tǒng)監(jiān)測地質(zhì)災(zāi)害的方法是對(duì)兩期影像上某一固定點(diǎn)進(jìn)行分析，得到該點(diǎn)水平位移、垂直位移的變化量，從而模擬地質(zhì)災(zāi)害滑坡情況，但是，由于植被茂盛，該方法已經(jīng)不能滿足當(dāng)前對(duì)滑坡災(zāi)害的監(jiān)測。LIDAR是一種主動(dòng)雷達(dá)，不同波段對(duì)植被的穿透力不一樣，可借助其穿透植被，直接獲取地面高程這一特點(diǎn)對(duì)滑坡裂縫進(jìn)行監(jiān)測。通過對(duì)兩期LIDAR數(shù)據(jù)對(duì)比分析，可以得到裂縫的增長速度，某一點(diǎn)的水平位移、垂直位移，從而對(duì)滑坡進(jìn)行精準(zhǔn)監(jiān)測和模擬預(yù)測，減少因滑坡而帶來的人身傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。

2.4 遙感技術(shù)在農(nóng)作物、環(huán)境方面的應(yīng)用

2.4.1 在農(nóng)作物方面的應(yīng)用

農(nóng)作物是農(nóng)民收入的主要來源之一，農(nóng)作物的產(chǎn)量直接影響著農(nóng)民生活水平。不同農(nóng)作物在高光譜遙感圖像上，對(duì)應(yīng)的波譜特性是有差異的，因此，可利用高光譜遙感來對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行分類和精準(zhǔn)識(shí)別，也可以對(duì)某一區(qū)域植被進(jìn)行分類。高光譜遙感除了可以對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行分類外，還可以對(duì)農(nóng)作物的長勢進(jìn)行監(jiān)測，也可以對(duì)莊稼產(chǎn)量進(jìn)行評(píng)估。

2.4.2 在農(nóng)村環(huán)境方面的應(yīng)用

要實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村振興，良好的環(huán)境是非常重要的，近些年來，農(nóng)村隨意燃燒秸稈、燃燒垃圾現(xiàn)象較多，這對(duì)環(huán)境帶來了嚴(yán)重影響。環(huán)境遙感是專門用來檢測地球表層環(huán)境中顆粒的組成比例以及變化的技術(shù)，通過對(duì)環(huán)境中的顆粒組成進(jìn)行分析，可以及早發(fā)現(xiàn)污染源，通過對(duì)污染的擴(kuò)散進(jìn)行監(jiān)測和預(yù)判，為環(huán)境治理提供可靠的數(shù)據(jù)。

2.5 高光譜技術(shù)在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用

作物病蟲害監(jiān)測是農(nóng)業(yè)監(jiān)測方面的重中之重，農(nóng)業(yè)與鄉(xiāng)村的健康快速發(fā)展密不可分，因此，提升農(nóng)作物監(jiān)測的準(zhǔn)確率，對(duì)農(nóng)業(yè)的增產(chǎn)非常有必要。由于不同的病蟲害，在高光譜波段響應(yīng)特征是不同的，因此，可借助不同的響應(yīng)特征，結(jié)合已有的數(shù)據(jù)庫和歷史經(jīng)驗(yàn)，對(duì)作物的病蟲害做出準(zhǔn)確監(jiān)測，并根據(jù)病蟲害程度合理進(jìn)行施藥。如此，不但可以有效治理病蟲害，而且不浪費(fèi)藥物，也不會(huì)對(duì)農(nóng)作物帶來負(fù)面影響。除了病蟲害監(jiān)測外，在整個(gè)農(nóng)業(yè)生長過程中，還要對(duì)農(nóng)作物的長勢進(jìn)行準(zhǔn)確監(jiān)測，根據(jù)長勢情況合理進(jìn)行灌溉和施肥。土壤中各種微量元素是有限的，因此，要盡可能讓微量元素供農(nóng)作物生長，對(duì)農(nóng)作物中生長的雜草要進(jìn)行抑制。通過分析不同植被對(duì)除草劑的抵抗力，可以針對(duì)不同莊稼和不同雜草，選擇合理的除草劑，這樣不但可以有效除掉雜草，而且對(duì)莊稼危害也可以降到最低，有效提升耕地的生產(chǎn)能力，提高畝產(chǎn)量，提高農(nóng)民的生活水平，為鄉(xiāng)村振興發(fā)揮一定的作用。

3 結(jié)語

本研究對(duì)現(xiàn)有測繪新技術(shù)進(jìn)行了介紹，并以鄉(xiāng)村振興為背景，結(jié)合鄉(xiāng)村實(shí)際情況，對(duì)測繪新技術(shù)在鄉(xiāng)村振興中的應(yīng)用進(jìn)行了分析，希望可以為從事鄉(xiāng)村振興工作的人員提供作業(yè)思路，改變作業(yè)方式，加快鄉(xiāng)村振興的步伐。