大地勘察測繪有限公司：天空技術“入地”地理信息“上天”

王肅　鐘春霞

習近平總書記指出，中國人的飯碗任何時候都要牢牢端在自己的手上。黑土地是“耕地中的大熊貓”，加強田間管理，建設生態農業，因地制宜，綜合施策，抓好耕種環節，筑就糧食生產“壓艙石”。當前，農業生產耕、種、收全程機械化基本實現。現在以及未來調整經濟結構，規劃產業發展，實施嚴格的耕地保護、生態環境保護、節約用地，迫切找到一種科學有效的手段指導農業生產。

一架遙感無人機僅用十幾分鐘就拍攝了一大片試驗田的高精度多光譜圖像。經過數據模型分析，就可以了解這片區域農作物種植面積、長勢、葉面積指數、產量預估、精準定損理賠等一系列信息。? ? 2021年哈爾濱市大地勘察測繪有限公司研發的“天空地”一體化信息平臺系統落地綏化市北林區。這一系統不僅可以從遙感圖上看到不同農作物的種植分區，當地的氣象、水稻種植等詳細數據，也能夠實時采集傳送信息，形成可視化的，能為水稻科學種植提供決策的“參考圖”。

哈爾濱市大地勘察測繪有限公司（簡稱“大地公司”）是一家專業的測繪地理信息的高新技術企業，是把測繪技術應用到農、林、水、老城區改造設計跨界創新的企業。2019年，大地公司采用衛星遙感、航空遙感、地面監測系統物聯網、人工智能的大數據計算等多門類的先進技術進行融合，開發了“天地空”一體化信息平臺系統。該系統應用在高標準農田建設、地理信息監控、河湖岸線管理與保護范圍、黑土地保護建設等多個領域，用于監測種植土地資源、水資源、農業潛力情況、耕地資源質量空間分布變化，以及污染企業分布等。目前，該系統已在黑龍江地市和墾區等多地實際應用，收到良好效果。

截至目前，大地公司已經在高標準農田建設和自然資源保護、智慧建設等方面擁有發明專利2件，軟件著作權8件。其中包括空間規劃“一張圖”“智慧城市”一體化建設系統、“智慧城市+自然資源”解決方案，“天地空”一體化農業信息采集平臺等創新成果，在自然資源信息化重構，全空間建模智能化，以及模型融合一體化等方面實現多項技術的創新突破。

從靠“天”吃飯到看“天”管理

在農業種植生產中，不同的作物類型需要不同的作物管理方式。大地公司運用衛星圖像、無人機影像和田間便攜式光譜采集儀等多源遙感監測平臺，收集圖像數據，再利用開發的各類監測診斷模型，為農業生產管理提供信息支持和幫助。“天地空”一體化信息平臺系統的主要功能是，整合航天遙感、航空遙感、地面物聯網三項技術，在實際應用中，能夠精準把控農作物種植數量、空間位置與地理環境，幫助農民獲取想要了解到的相關數據信息。

所謂“天地空”，即“天”上有衛星遙感數據采集設備，可利用多源衛星數據，包括多光譜、高光譜、SAR衛星等技術手段在農業監測中的優勢，定期分析監測作物種植分類、長勢、產量的數據信息。

在“地”面建立固定采集站和移動采集點，實時觀測和快速傳輸，提供地面真實信息。采集點利用GPS技術進行定點、定時數據采集，結合光譜分析儀對植被進行數據采集、分析。能夠對農作物種植結構布局、長勢、災害等進行專題分析監測。

在“空”中建立航空數據采集系統，圍繞監測需求，利用長航時固定翼、多旋翼無人機，搭載多光譜、高光譜、激光雷達等遙感器，高精度、高頻率采集數據，提升區域內快速應急響應能力。

從最初立項到“實戰”，大地團隊研發了近3年時間，先后赴黑龍江省多地開展實地調研、現場作業和野外實驗，攻關核心算法，搭建硬件平臺。為了前期基礎數據更精準，團隊在田間地頭安裝物聯網設備，用無人機對稻田進行大面積“掃描”，提高農情監測的精度。在團隊的共同努力下，氣象監測、苗情監測、病蟲監測、地力監測等相關數據全部接入到大數據系統中。“衛星遙感、無人機遙感、地面多源遙感和稻田物聯網數據等技術相結合，就能實現從衛星到地面、從宏觀到微觀的全方位、系統化的農情監測。”大地勘察測繪有限公司董事長孫微說。

“天眼”監測? 全天候守護農田

“土壤肥力低了，可以及時補充肥料;空氣濕度太大，可以及時排水，降低濕度。數據反饋的及時才能更好地指導農民科學種植。”孫微表示，測繪技術的精準，是高標準農田建設的前提。

大地公司研發的“天地空”一體化信息平臺系統，不僅滿足了這一需求，還能夠對農田的基本狀況、農田的使用、農作物的栽植、化肥的使用狀況等，進行全天時、全天候、大范圍、動態和立體的監測與管理。

傳統方法獲取作物長勢參數相關數據耗時長、成本高，難以在宏觀上進行由點到面的擴展，大地公司利用遙感數據的周期性，為農作物差異化管理，提供更具體的解決方案。針對不同區域監測需求，“天地空”一體化信息平臺設置了作物種植分類、作物長勢分析、災害監測等不同監測模塊。此外，還能進行定制化專題服務，例如針對尖山農場沖刷溝治理需求，精準確定沖刷溝位置、面積及數量，開展定期監測等。

在實際工作中，風、雨和云電等很多外界因素都會影響監測的準確性，要避免差異，對采樣數據反復比較，才能讓成果更精準。在單點農田數據獲取過程中，大地公司采用多手段采樣，求得其平均數值，再反復數次推導和計算，得到更精準的數值結果。通過與技術人員探勘結果相比較，基于高光譜遙感監測準確度優于95%。

從靠“天”吃飯轉變為看“天”管理，大數據讓農業生產和管理更加精準。大地公司研發的‘天地空”一體化信息平臺系統，實現了農業生產信息的快速感知、采集、傳輸、存儲和可視化，解決了農業生產智能感知中數據時空不連續的關鍵難點問題。

遙感與無人機齊上陣? 農險勘查更精準

保險標的所在位置偏遠且價值偏低，查勘的成本超過保險金額等現實情況導致農業保險相比其他險種，勘查定損成本占比高出許多，由此對農業保險查勘定損的技術性、時效性、準確性提出更高要求。

全面客觀地了解承保受災區域的災情及損失程度、有效合理地調配查勘理賠資源、科學確定查勘定損的標準、簡化理賠流程等實際問題，亟需一套科學的農險災情評估和查勘定損技術流程和標準。

大地公司在農業保險定損方面，采用“天空地”高新定損法，通過在高空衛星遙感監測分析，低空無人機航拍影像，地面手機APP定點進行實測，全方位高效精準地完成農險查勘定損工作，加快了災后理賠進度，得到了農民的廣泛認可。“作物實際種植面積與田地的大小并不總是完全相同，通過人工手段對作物種植面積進行測量、計算耗時且缺乏精度。衛星遙感技術，能自動獲取并計算作物的實際種植面積和分布信息。”孫微表示，衛星遙感影像可根據綠色植物對光譜的反射特性，輸出作物在不同階段的長勢信息。通過作物長勢監測技術，協助農險公司掌握投保區域當前的真實狀態，評估其潛在生產力。

得益于衛星圖像數據廣泛的覆蓋范圍，農險公司就可以快速、精確、低成本地揭示作物的真實生長情況、面積、數量、位置等信息，有效解決傳統農業保險承保理賠模式中存在的各種問題，提高核保及定損工作的質量。“通過衛星遙感科技，可繪制電子地圖，并用光譜反映農作物長勢，實現按圖承保。利用高清遙感影像地圖和農戶投保清單，在3S平臺中標出承保地塊的形狀，形成以村為單位的標的庫，通過與‘核心業務系統’的對接，同步各地塊保單信息，實現按圖承保。第二年續保，可直接進行地塊復用，簡單、方便、快捷，節省成本。”孫微說。

勘測讓“三維城市”躍然紙上

大地公司不僅將地理信息技術應用在精準農業上，還將公司技術優勢延伸到了智慧城市中。2020—2021年，全國開展老舊小區改造項目，大地公司率先應用新型傾斜攝影技術，在建立的實景三維模型上，可以測量樓頂、外墻體、窗戶等面積與其他數據，減少了大量的實際測繪工作，同時在三維模型中設計效果圖，更加直觀立體。

相對于正射影像，傾斜影像能讓用戶從多個角度觀察地面上的各種建筑、自然景象等，更加真實反映實際物體的情況。傾斜攝影有效增加了測量對象側面的深度信息，結合GPS相關技術，大大彌補了正射影像應用的不足。“同一飛行平臺可以搭載多臺傳感器，同時從一個垂直、四個傾斜等五個不同的角度采集影像。”孫微邊演示邊解釋道：“采集后的數據處理成360度可全方位查看的三維模型，實現多角度可視化，與實際誤差可小于2cm。”

老舊小區升級改造工程配套測量提供的老舊小區現狀成果圖或圖集，為相關部門設計制定老舊小區升級改造方案提供了基礎資料。傳統單一的測繪產品已很難同時滿足各方面需求，城市測繪充分利用已有的測繪資料，同時兼顧現有技術力量和設備，能夠迅速構建起一套快速、成熟、穩定的測繪技術方法。大地公司通過傾斜攝影測量與自動三維建模技術建立三維模型，將其融入實景三維地理信息系統中，輔助外業人員調查。真三維場景可以及時輔助外業進行修補測量，極大提高了老舊小區成果圖的編繪效率，有效彌補了二維場景的不足。

作為國家空間基礎設施建設的重要組成部分，地理信息技術的應用領域日益擴大，已覆蓋關系國民經濟發展的國土、交通、通信、農、林、牧、漁、城市建設、資源調查等眾多領域。孫微認為，自主創新是企業發展的必由之路，關鍵核心技術買不來，更討不來，“國家信息化發展和地理信息產業都步入新的階段。要在開放合作的大環境中提升自身科技創新能力，在更高的起點上推進自主創新，就要形成更完善的自主知識產權體系。”孫微表示，跨界融合已成為全國乃至國際地理信息產業發展的大趨勢，并在特定領域或環節形成獨特優勢，促進地理信息在更多行業的深挖及應用，促進地信技術和其他技術的融合，才能在新時期研發出具備核心競爭力的產品。