無人機(jī)攝影測量在礦區(qū)土地整治項(xiàng)目測量研究

馮銀強(qiáng)

（山東省魯南地質(zhì)工程勘察院，山東 兗州 272100）

實(shí)施土地綜合整治是推進(jìn)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的重要舉措之一，通過進(jìn)行田、水、路、林、村綜合整治，提升農(nóng)村生產(chǎn)、生活條件和生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)農(nóng)業(yè)規(guī)模經(jīng)營、加快城鄉(xiāng)一體化進(jìn)程實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村振興的戰(zhàn)略目標(biāo)。土地整治測繪是開展土地整治項(xiàng)目的基礎(chǔ)，貫穿于土地綜合整治工程的全過程。在可行性研究、工程設(shè)計(jì)階段，需要進(jìn)行土地綜合整治區(qū)域的大比例尺地形圖測繪，為工程設(shè)計(jì)和工作量布設(shè)提供依據(jù)[1-3]；在項(xiàng)目施工過程中，需要進(jìn)行進(jìn)度監(jiān)管和施工質(zhì)量管控；在土地整治工程竣工后，需要進(jìn)行竣工驗(yàn)收測量，并進(jìn)行工程管控、權(quán)屬調(diào)整和工程效果評(píng)價(jià)。同時(shí)，需要結(jié)合項(xiàng)目區(qū)土地利用總體規(guī)劃和第二次全國土地調(diào)查成果資料，滿足土地整治項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)與預(yù)算編制的需要，實(shí)現(xiàn)“權(quán)屬合法、地類清楚、面積準(zhǔn)確、圖數(shù)一致”的目標(biāo)。傳統(tǒng)的土地整治測繪一般使用全野外數(shù)字化測圖法進(jìn)行測量，獲取的成果較為單一（DLG數(shù)據(jù)），工作周期長，效率低下，且DLG成果過于符號(hào)化和專業(yè)化，普通群眾判別有一定的難度，無法滿足新時(shí)代土地整治工程的需要。探索無人機(jī)攝影測量技術(shù)在土地整治工程中的應(yīng)用，改變傳統(tǒng)測繪方法的弊端，可以極大地提升土地整治工作監(jiān)測監(jiān)管水平[4]。

1 傳統(tǒng)的測繪方法簡介

在土地整治項(xiàng)目中，傳統(tǒng)的測繪方法是用全站儀或CORS（GPS）- RTK進(jìn)行全野外數(shù)據(jù)采集，然后進(jìn)行內(nèi)業(yè)編輯處理成圖，生成數(shù)字地形圖，最終提交成果為數(shù)字線劃圖（DLG），傳統(tǒng)土地整治測繪作業(yè)流程見圖1。

圖1 傳統(tǒng)測繪方法作業(yè)流程圖

2 基于無人機(jī)攝影測量的土地整治測繪

2.1 無人機(jī)攝影測量流程

使用無人機(jī)搭載高分辨率數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)等設(shè)備，綜合運(yùn)用GNSS空間定位技術(shù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、通訊技術(shù)，可以快速的獲取空間影像數(shù)據(jù)，從而得到地面地形、地貌、地物等數(shù)據(jù)[5]。

使用無人機(jī)測繪時(shí)，經(jīng)過像控測量、空三加密、定向建模、DEM 疊加、微分糾正、勻色、鑲嵌、影像處理、圖幅裁切后，可以生成DLG、DEM 和 DOM數(shù)據(jù)，作業(yè)流程如圖2。

圖2 無人機(jī)測繪流程圖

2.2 無人機(jī)攝影測量在土地整治中的應(yīng)用

按照土地整治項(xiàng)目的實(shí)施過程，可以劃分為整治前（工程設(shè)計(jì)）、整治中（整治施工）和整治后（驗(yàn)收監(jiān)管）三個(gè)階段。整治前（工程設(shè)計(jì)）的主要工作包括項(xiàng)目區(qū)選址、土地調(diào)查、可行性研究、項(xiàng)目立項(xiàng)、項(xiàng)目勘測及規(guī)劃設(shè)計(jì)與預(yù)算編制等過程；整治中（整治施工）主要指項(xiàng)目施工的全過程；整治后（驗(yàn)收監(jiān)管）主要工作包括工程復(fù)核、工程管護(hù)、權(quán)屬調(diào)整、工程效果評(píng)價(jià)等過程[6]。

無人機(jī)在土地整治工程三個(gè)階段中應(yīng)用均較為廣泛，在施工前，可以使用無人機(jī)攝影測量獲取高精度的DOM、DEM和DLG數(shù)據(jù)，從而為工程選址、土地調(diào)查提供清晰的DOM數(shù)據(jù)，DLG、DEM數(shù)據(jù)可以為工程設(shè)計(jì)、工作量布設(shè)中提供基礎(chǔ)的測繪數(shù)據(jù)，且獲取的影像可以長時(shí)間存檔，直觀形象的反應(yīng)出土地整治前施工區(qū)的歷史狀況。在施工過程中，為了檢查施工的進(jìn)度和施工初期效果，可使用無人機(jī)進(jìn)行第二次測繪，及時(shí)監(jiān)督施工進(jìn)展，發(fā)現(xiàn)問題并糾正。項(xiàng)目竣工驗(yàn)收階段，使用無人機(jī)進(jìn)行第三次測繪，利用影像輔助進(jìn)行工程竣工驗(yàn)收和成果監(jiān)管評(píng)價(jià)[7]。

圖3 無人機(jī)攝影測量在土地整治中的應(yīng)用

2.3 精度分析

在進(jìn)行土地整治工程設(shè)計(jì)和竣工驗(yàn)收時(shí)，使用傳統(tǒng)測量方法一般測繪1:1000或1:2000比例尺地形圖，因此，若無人機(jī)攝影測量的精度能夠滿足1:1000比例尺地形圖的精度，即可滿足土地整治工程的精度要求[8]。

在以往土地整治項(xiàng)目中，使用無人機(jī)攝影測量獲取了DOM、DEM、DLG數(shù)據(jù)，使用SDCORS-RTK進(jìn)行精度檢核，并且以SDCORS-RTK數(shù)據(jù)為真值，檢驗(yàn)無人機(jī)攝影測量的精度，平面精度檢核結(jié)果見表1，高程精度檢核見表2。

表1 平面精度檢核表

表2 高程精度檢核表

經(jīng)精度檢核和計(jì)算，無人機(jī)攝影測量成果的平面、高程精度均可滿足1:1000比例尺地形圖精度的要求。

3 結(jié)論

在土地整治中，使用無人機(jī)攝影測量可以快速獲取高分辨率影像，為項(xiàng)目科學(xué)選址和可行性論證提供依據(jù)；能夠加快地形圖測量的進(jìn)度，減少全野外地形測量的投入；優(yōu)化規(guī)劃設(shè)計(jì)，為規(guī)劃設(shè)計(jì)和預(yù)算編制提供準(zhǔn)確、詳細(xì)的多維數(shù)據(jù)；加強(qiáng)項(xiàng)目實(shí)施的過程監(jiān)測能力，提高土地整治項(xiàng)目竣工驗(yàn)收檢查的監(jiān)督能力和手段，規(guī)范土地整治后管理工作[9]。

實(shí)踐證明，無人機(jī)攝影測繪在土地整治項(xiàng)目中應(yīng)用廣泛，在詳細(xì)踏勘、征求意見、土地調(diào)查、工程涉及、論證協(xié)調(diào)、投資預(yù)算、設(shè)計(jì)復(fù)核、方案變更、質(zhì)量評(píng)價(jià)等環(huán)節(jié)具有顯著優(yōu)勢。