無人機遙感技術(shù)在土地整治項目驗收中的應(yīng)用

王銀剛 劉長寧 拜劍虹

（1.寧夏國土開發(fā)整治管理局，寧夏 銀川 750021；2.寧夏回族自治區(qū)遙感測繪勘查院，寧夏 銀川 750021；3.寧夏回族自治區(qū)遙感中心，寧夏 銀川 750021）

隨著無人機在低空領(lǐng)域的開放以及無人機影像處理技術(shù)的快速發(fā)展，無人機因具有監(jiān)測效率高、數(shù)據(jù)分辨率高和信息量豐富等優(yōu)勢，為土地整治項目驗收核查提供了新的技術(shù)手段［1］。

1 無人機遙感技術(shù)特點

無人機遙感技術(shù)是對傳統(tǒng)航空攝影測量手段的補充，是一種機動靈活、高效快速、精細(xì)準(zhǔn)確、作業(yè)成本低的航測技術(shù)，在小區(qū)域和飛行困難地區(qū)的高分辨率影像快速獲取方面具有明顯優(yōu)勢，特別是在小范圍、道路阻斷、能見度差的情況下，無人機能充分發(fā)揮全自動無人飛行、低空作業(yè)的高技術(shù)優(yōu)勢［2-4］。無人機以其體積小、成本低、操作簡便、起降快速靈活、能云下攝影、對天氣條件要求低、影像分辨率高以及獲取影像快捷等特點，適應(yīng)于土地開發(fā)整理項目區(qū)域較小、分布零散、動態(tài)監(jiān)測的特點。

2 無人機遙感技術(shù)在土地整治項目驗收中的應(yīng)用

在以往的土地整治工作中，無論是整治前的勘測設(shè)計還是實施過程中的監(jiān)督檢查，亦或是整治項目完成后的竣工驗收，都應(yīng)進行外業(yè)勘察測繪項目區(qū)現(xiàn)狀圖或是竣工圖，外業(yè)工作量很大，對于疑問也只能到項目區(qū)實地進行驗證。

在寧夏回族自治區(qū)土地整治工作如火如荼開展的進程中，恰逢無人機航測技術(shù)快速發(fā)展之時，利用無人機優(yōu)勢，在土地整治項目驗收中引進無人機航空攝影測量技術(shù)，拍攝各項目區(qū)整理前、后的航片，對獲取的影像進行加工處理，制作大比例尺正射影像圖DOM，對項目區(qū)全貌一目了然。利用該DOM對項目實施完工情況進行直觀的分析，與項目規(guī)劃圖、竣工圖比對，能夠及時、全面、準(zhǔn)確地掌握項目的工程量實施和完成情況，為項目竣工驗收提供有效的佐證［5］。

2.1 無人機航攝技術(shù)指標(biāo)和要求

無人機航攝工作技術(shù)流程如圖1所示。

圖1 航攝工作技術(shù)流程

2.1.1 系統(tǒng)基準(zhǔn)。坐標(biāo)系統(tǒng)和比例尺與項目區(qū)規(guī)劃設(shè)計圖系統(tǒng)保持一致。一般平面采用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國家高程基準(zhǔn)［6］。

2.1.2 影像分辨率要求。無人機航攝影像地面分辨率要求優(yōu)于20 cm。

2.2 無人機正射影像圖制作

2.2.1 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。主要包括無人機航攝影像和控制點數(shù)據(jù)。無人機航攝影像包括無人機航攝原始影像、航攝信息、曝光點位圖（POS數(shù)據(jù)），控制點數(shù)據(jù)包括本區(qū)域已有的相關(guān)圖件、用于空中三角測量的控制點坐標(biāo)等。

2.2.2 畸變糾正。利用專業(yè)無人機數(shù)據(jù)處理軟件（如DPgrid、PIX4D等）輸入傳感器參數(shù)，對原始影像進行畸變差糾正。

2.2.3 空中三角測量。利用專業(yè)軟件根據(jù)航測數(shù)據(jù)（POS數(shù)據(jù)）、采用自動與手動相結(jié)合的方式進行空三加密，加密過程中的各精度指標(biāo)需滿足GB/T 23236—2009規(guī)范及設(shè)計要求，生成空三加密成果。

2.2.4 DOM生產(chǎn)。利用專業(yè)數(shù)據(jù)生產(chǎn)軟件和空三加密成果，生成DEM，在此基礎(chǔ)上進行正射影像圖DOM制作，運用Photoshop軟件對其進行色彩飽和度、亮度、對比度等方面的調(diào)節(jié)，使其達(dá)到理想效果，然后作為標(biāo)準(zhǔn)模板對其余航片進行勻光勻色處理，最終生成合格的DOM成果［7］。

2.3 將DOM應(yīng)用于土地整治項目驗收

通常，土地整治項目竣工驗收需要先測繪項目區(qū)竣工圖作為項目驗收的依據(jù)之一，通過竣工圖與規(guī)劃設(shè)計圖比對，能夠發(fā)現(xiàn)項目完成情況和項目變更情況，為判斷項目實施是否按規(guī)劃設(shè)計要求完成建設(shè)任務(wù)提供可靠的信息技術(shù)支撐［8］。

利用項目區(qū)整治后的無人機正射影像圖DOM作為土地整治項目竣工驗收的依據(jù)之一，能夠為項目的竣工驗收提供真實有力的技術(shù)保證。首先，通過DOM能夠直觀地得到項目區(qū)的整體建設(shè)情況，如果與整治前的無人機正射影像圖DOM進行比對，更能得到項目區(qū)面貌變化的直接感官印象。其次，將DOM與項目竣工驗收圖疊加比對，能夠發(fā)現(xiàn)竣工圖測量中存在的問題，如新增耕地位置不實、溝渠路測量的位置偏移等［9］。

在實際工作中，利用無人機正射影像圖對竣工驗收的項目進行檢查，發(fā)現(xiàn)的問題主要為：一是項目竣工圖整體偏移，這是由于測繪竣工圖的作業(yè)員在處理圖像時無意移動造成的，因圖內(nèi)各要素的相對關(guān)系不變而難以發(fā)現(xiàn)；二是項目竣工圖內(nèi)個別要素測繪錯位，特別是線狀要素方向錯位，這主要是由于項目內(nèi)容有變更，而竣工圖測繪是在現(xiàn)狀圖基礎(chǔ)上完成的，有些竣工測繪單位投機取巧不到實地測繪，采取直接將現(xiàn)狀圖修改為竣工圖造成的；三是竣工測繪完成的工程量是否屬實也可以通過與DOM相比較進行核查［10］。

3 無人機遙感技術(shù)應(yīng)用于土地整治項目驗收中的優(yōu)缺點分析

通過無人機高分辨率的航攝影像能直觀反映土地整治項目建設(shè)的實施效果，尤其是道路、溝渠、渠系建筑物、溝道建筑物和農(nóng)田防護林等施工完成情況；航攝影像可以為野外核查及驗收等工作的快速定位提供參考，還為新增耕地面積的內(nèi)業(yè)量取、硬化道路和溝渠長度的測算、泵房和水池數(shù)量的統(tǒng)計等高精度的面積測算及數(shù)量統(tǒng)計提供了可能［11］。

但是，無人機正射影像圖制作需要測繪技術(shù)的支持，特別是制作無人機正射影像圖，更是需要航空攝影測量手段，先要航飛獲取航攝影像，然后通過一系列測繪方法，對影像進行處理。這往往需要人力、技術(shù)、時間的支撐，不能及時為竣工驗收提供依據(jù)。而且，無人機技術(shù)無法客觀地反映工程實施的質(zhì)量細(xì)節(jié)以及隱蔽工程、水下工程、滴灌工程、噴灌工程等的實施情況［12］。

4 結(jié)語

無人機影像的獲取方式較傳統(tǒng)航飛影像的獲取方式更靈活，將無人機遙感技術(shù)應(yīng)用于土地整治項目竣工驗收工作，能夠發(fā)揮無人機技術(shù)快速、全方位、真實可靠的影像優(yōu)勢，利用無人機遙感技術(shù)結(jié)合野外實地調(diào)查在土地整治項目驗收核查方面具有很好的應(yīng)用效果。