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摘要:测绘技术贯穿高标准基本农田建设项目始末，支撑项目工程各个阶段的准确性及实施过程。本文通过了解高标准基本农田建设的测绘要求，介绍无人机摄影系统组成、数据采集和影像处理技术等，结合实际应用，探讨研究无人机低空摄影测量技术在高标准基本农田建设项目实施过程的可行性。
关键词：无人机；低空摄影测量；高标准基本农田建设
中图分类号：F767文献标识码： A
1.引言
高标准基本农田建设作为我国“十二五”土地整治的重要目标，随着高标准基本农田建设的全面展开，国土管理部门对项目管理和信息报备的要求越来越高。测绘作为高标准基本农田建设项目的基础性工作，直接影响到项目实施的精度和效率。测绘技术贯穿于高标准基本农田建设的项目实施过程，它不同于平常所指的地形、地籍、工程测量等专业测绘，却比这些测绘工作更细致、更具体，更具有综合性。可以说，现代测绘技术在高标准基本农田建设中起到技术支撑作用，如何充分利用测绘技术，提升高标准基本农田建设工作水平，有必要进一步进行探讨。
2.高标准基本农田建设内容及其测绘要求
高标准基本农田是指以建设高标准基本农田为目标，依据土地利用总体规划和土地整治规划，在农村土地整治重点区域及重大工程、基本农田保护区、基本农田整备区等开展的土地整治活动，并通过农村土地整治建设形成的集中连片、设施配套、高产稳产、生态良好、抗灾能力强，建设出与现代农业生产和经营方式相适应的基本农田。首先，在立项阶段和规划设计阶段要对整治范围及其周边进行地形测量，为规划设计提供一定精度的底图，保证规划方案和工程设计的准确性，为地类统计、土地权属调整等工作提供可靠的权属界线和各种地类界线的平面位置或面积；其次，项目施工过程中施工测量为施工布置和工程要素的放样和检查，提供施工依据；最后，项目竣工验收和后期管护阶段，需要在规划图的基础上对现场进行补充测量和调绘，进行详细的地籍调查和地籍测绘、土地权属调整、后期调查与管护等等。高标准基本农田建设测绘要素主要包括以下要求。
（1）基础要素。精度：1:1000或1:2000。高程点：精确到0.01m，路、沟、渠附近的高程点满足纵横断面绘制要求。等高线：0.5m或1m的等高距，要测出≥0.5m的坎。
（2）线状要素。权属界线：利用最新的集体土地确权成果的土地权属界线进行转绘，要求标注到末级所有权主体。地类界线：利用最新土地利用现状图的地类界线进行转绘并实地确认，地类界线必须封闭。田块：梯田以田坎为界；水田以田埂为界，测注田面高程。
（3）面状要素。居民点：按村庄的外轮廓线测绘，居民点地类界外独立房屋逐个测绘。坑塘水库水面等水源工程，测注塘顶边高程和水深。
（4）水利设施要素。沟渠：测注位置、长度、宽度、深度等。
（5）道路管线要素。道路：沿主要道路中心线每40m注记路面高程，图上为单线表示的道路应注记其宽度。桥梁：测注其宽度、建筑材料等。电力线路：区分高低压线路并标明电压等级。
（6）零星地物及其它。水池水窖、坟地等的位置、大小尺寸、材质等。
3.无人机摄影测量技术在高标准基本农田建设的应用
无人机低空摄影测量系统主要包括无人机飞行平台、高分辨率数码传感器、定位与自动驾驶系统、地面控制平台及数据处理系统三大系统和五个部分。此次航摄的系统平台框架见图1。
图1 系统平台框架图
3.1 航摄概况
航摄区位于河源市龙川县通衢镇，属龙川县2012年度高标准基本农田建设项目，航摄面积约6平方公里，共5条航线。摄影平均地面分辨率（GSD）20-30cm，成图比例尺1:2000，x-y平面精度为0.5m，高程精度1.0m。航摄采用快眼（QuickEye）-Ⅱ机型，数码传感器采用Canon EOS 5D-Ⅱ。航摄轨迹图如图2。
图2 航摄轨迹图
3.2 像片控制点布设和施测
像片控制点与外业控制点同步实测，像片平高控制点的高程采用GPS高程拟合来测定，基础控制点采用D级GPS控制点。平面控制点和平高控制点相对邻近基本控制点的平面位置点位的误差不超过图上距离0.1mm。高程控制点和平高控制点相对邻近控制点的高程的误差不超过0.1m。为保证GPS数据和影像采集质量，航摄飞行时必须保持平稳姿态，转弯半径要大，无人机飞行时倾斜角不得大于10°，以防GPS信号失锁。
3.3影像处理与DLG制作
（1）项目采用适普软件进行影像预处理。通过处理消除影像的畸变差和主点偏移量，对单面阵影像畸变纠正处理；通过对影像匀光匀色处理，消除天气、光照、硬件等因素对数字影像的负面影响等。利用VirtuoZo对预处理后的影像进行正射校正、像片镶嵌，生产数字正射影像图。
（2）数字线划图（DLG）制作。利用Virtuozo摄影测量工作站，通过跟踪矢量化立体模型的方式，生成数字线划图，图层的分类和编码严格参照国家和行业标准。
圖3数据加工处理流程
图4数字正射影像与数字线划图
3.4外业调绘
采用先内后外方式，调绘前对立体测图采集的数据进行检查；调绘时对内业判读和采集数据进行实地核查，对错漏进行修改。补测航摄影像无法或不能准确采集的要素，如新增地物、阴影区地物、隐蔽工程等。外业调绘的主要内容有：
（1）地名。利用原有1:1万地形图的地名库，补调自然村、村民小组、其他设施名称。
（2）植被类型。确认内业绘制的地类界线的植被类型。
（3）水利设施。调绘沟渠的宽度、深度、材质、流向，确认渠系建筑物如陂头的宽度、高度、跨长和材质等。
（4）道路管线。调绘道路的编号和建筑材料，区分高低压线线路并标明电压等级，标明管线的类型和埋深等。
（5）其它地物。调查蓄水池、水窖、坟等其它地物的大小、材质等。
4.结束语
通过无人机摄影测量技术在高标准基本农田建设的系统应用和研究，实地验证1:2000航测成图的可操作性较强。为高标准基本农田建设项目更高效的信息化管理提供有效途径，为农村地区尤其是平原台地、丘陵和低矮山区实现航空摄影测量生产提供了高效、低成本的测绘技术手段。随着无人机摄影测量技术日益成熟，飞行器的高风险、数码传感器实际分辨率等问题的解决，将使无人机航空摄影测量在高标准基本农田建设得到更广泛的应用。
参考文献
[1] 汪丽琴,浅谈土地开发整理中的测绘技术及应用[J].城市建设理论研究.2013,(19):243-244.
[2] 吕志伸,无人机航空摄影在农村集体土地登记确权发证工作中的应用[J].科技传播.2013,(6):170-173.
[3] 卢中阳,易霞,浅谈低空无人机航空摄影测量在土地整治竣工验收中的应用[J].河南科技.2013,(9):16-17.
关键词：无人机；低空摄影测量；高标准基本农田建设
中图分类号：F767文献标识码： A
1.引言
高标准基本农田建设作为我国“十二五”土地整治的重要目标，随着高标准基本农田建设的全面展开，国土管理部门对项目管理和信息报备的要求越来越高。测绘作为高标准基本农田建设项目的基础性工作，直接影响到项目实施的精度和效率。测绘技术贯穿于高标准基本农田建设的项目实施过程，它不同于平常所指的地形、地籍、工程测量等专业测绘，却比这些测绘工作更细致、更具体，更具有综合性。可以说，现代测绘技术在高标准基本农田建设中起到技术支撑作用，如何充分利用测绘技术，提升高标准基本农田建设工作水平，有必要进一步进行探讨。
2.高标准基本农田建设内容及其测绘要求
高标准基本农田是指以建设高标准基本农田为目标，依据土地利用总体规划和土地整治规划，在农村土地整治重点区域及重大工程、基本农田保护区、基本农田整备区等开展的土地整治活动，并通过农村土地整治建设形成的集中连片、设施配套、高产稳产、生态良好、抗灾能力强，建设出与现代农业生产和经营方式相适应的基本农田。首先，在立项阶段和规划设计阶段要对整治范围及其周边进行地形测量，为规划设计提供一定精度的底图，保证规划方案和工程设计的准确性，为地类统计、土地权属调整等工作提供可靠的权属界线和各种地类界线的平面位置或面积；其次，项目施工过程中施工测量为施工布置和工程要素的放样和检查，提供施工依据；最后，项目竣工验收和后期管护阶段，需要在规划图的基础上对现场进行补充测量和调绘，进行详细的地籍调查和地籍测绘、土地权属调整、后期调查与管护等等。高标准基本农田建设测绘要素主要包括以下要求。
（1）基础要素。精度：1:1000或1:2000。高程点：精确到0.01m，路、沟、渠附近的高程点满足纵横断面绘制要求。等高线：0.5m或1m的等高距，要测出≥0.5m的坎。
（2）线状要素。权属界线：利用最新的集体土地确权成果的土地权属界线进行转绘，要求标注到末级所有权主体。地类界线：利用最新土地利用现状图的地类界线进行转绘并实地确认，地类界线必须封闭。田块：梯田以田坎为界；水田以田埂为界，测注田面高程。
（3）面状要素。居民点：按村庄的外轮廓线测绘，居民点地类界外独立房屋逐个测绘。坑塘水库水面等水源工程，测注塘顶边高程和水深。
（4）水利设施要素。沟渠：测注位置、长度、宽度、深度等。
（5）道路管线要素。道路：沿主要道路中心线每40m注记路面高程，图上为单线表示的道路应注记其宽度。桥梁：测注其宽度、建筑材料等。电力线路：区分高低压线路并标明电压等级。
（6）零星地物及其它。水池水窖、坟地等的位置、大小尺寸、材质等。
3.无人机摄影测量技术在高标准基本农田建设的应用
无人机低空摄影测量系统主要包括无人机飞行平台、高分辨率数码传感器、定位与自动驾驶系统、地面控制平台及数据处理系统三大系统和五个部分。此次航摄的系统平台框架见图1。
图1 系统平台框架图
3.1 航摄概况
航摄区位于河源市龙川县通衢镇，属龙川县2012年度高标准基本农田建设项目，航摄面积约6平方公里，共5条航线。摄影平均地面分辨率（GSD）20-30cm，成图比例尺1:2000，x-y平面精度为0.5m，高程精度1.0m。航摄采用快眼（QuickEye）-Ⅱ机型，数码传感器采用Canon EOS 5D-Ⅱ。航摄轨迹图如图2。
图2 航摄轨迹图
3.2 像片控制点布设和施测
像片控制点与外业控制点同步实测，像片平高控制点的高程采用GPS高程拟合来测定，基础控制点采用D级GPS控制点。平面控制点和平高控制点相对邻近基本控制点的平面位置点位的误差不超过图上距离0.1mm。高程控制点和平高控制点相对邻近控制点的高程的误差不超过0.1m。为保证GPS数据和影像采集质量，航摄飞行时必须保持平稳姿态，转弯半径要大，无人机飞行时倾斜角不得大于10°，以防GPS信号失锁。
3.3影像处理与DLG制作
（1）项目采用适普软件进行影像预处理。通过处理消除影像的畸变差和主点偏移量，对单面阵影像畸变纠正处理；通过对影像匀光匀色处理，消除天气、光照、硬件等因素对数字影像的负面影响等。利用VirtuoZo对预处理后的影像进行正射校正、像片镶嵌，生产数字正射影像图。
（2）数字线划图（DLG）制作。利用Virtuozo摄影测量工作站，通过跟踪矢量化立体模型的方式，生成数字线划图，图层的分类和编码严格参照国家和行业标准。
圖3数据加工处理流程
图4数字正射影像与数字线划图
3.4外业调绘
采用先内后外方式，调绘前对立体测图采集的数据进行检查；调绘时对内业判读和采集数据进行实地核查，对错漏进行修改。补测航摄影像无法或不能准确采集的要素，如新增地物、阴影区地物、隐蔽工程等。外业调绘的主要内容有：
（1）地名。利用原有1:1万地形图的地名库，补调自然村、村民小组、其他设施名称。
（2）植被类型。确认内业绘制的地类界线的植被类型。
（3）水利设施。调绘沟渠的宽度、深度、材质、流向，确认渠系建筑物如陂头的宽度、高度、跨长和材质等。
（4）道路管线。调绘道路的编号和建筑材料，区分高低压线线路并标明电压等级，标明管线的类型和埋深等。
（5）其它地物。调查蓄水池、水窖、坟等其它地物的大小、材质等。
4.结束语
通过无人机摄影测量技术在高标准基本农田建设的系统应用和研究，实地验证1:2000航测成图的可操作性较强。为高标准基本农田建设项目更高效的信息化管理提供有效途径，为农村地区尤其是平原台地、丘陵和低矮山区实现航空摄影测量生产提供了高效、低成本的测绘技术手段。随着无人机摄影测量技术日益成熟，飞行器的高风险、数码传感器实际分辨率等问题的解决，将使无人机航空摄影测量在高标准基本农田建设得到更广泛的应用。
参考文献
[1] 汪丽琴,浅谈土地开发整理中的测绘技术及应用[J].城市建设理论研究.2013,(19):243-244.
[2] 吕志伸,无人机航空摄影在农村集体土地登记确权发证工作中的应用[J].科技传播.2013,(6):170-173.
[3] 卢中阳,易霞,浅谈低空无人机航空摄影测量在土地整治竣工验收中的应用[J].河南科技.2013,(9):16-17.