无人机航测技术在村庄规划中的应用

无人机航测技术在村庄规划中的应用

张群涛

广西灵山大怀山新能源有限公司 广西 钦州 535099

摘要：自我国航飞与影像技术的不断进步，各个领域都广泛应用了无人机航测技术，但对于航测技术的应用要点，各个领域都不一样。由于农村自然环境因素的影响，在村庄规划的大规模开展中，亟需应用无人机航测技术。本文首先阐述了无人机航测技术的优势，其次分析了无人机航测技术的使用流程，最后结合实例，探讨了村庄规划中无人机航测技术的具体应用。

关键词：无人机；航测技术；村庄规划

引言：乡村振兴战略自十九大以来已逐渐上升到国家层面，近年来我国人民物质生活大幅度提升，并迈进了脱贫决胜阶段，广大农村面貌有了明显的改变，但对农村人居环境也提出了更高的要求。村庄规划能够引导农村有序建设，将乡镇国土空间具体落实到自然村落，既是国土空间规划的关键组成部分，也是其在农村的落脚点。众所周知，我国农村地形地貌较为复杂，涉及面十分广泛，所以需要高质量、精度准的测绘数据，才能保证村庄规划的合理编制。当前无人机航测技术发展较为迅速，在小尺度精细测绘占据着较为突出的优势，使得无人机航测技术在村庄规划中的应用逐渐增多。

1无人机航测的优势

第一，成本低。相较于传统的卫星遥感设备以及航空摄影测量技术，无人机的运行费用和维修成本更低；第二，灵活性强。相较于有人飞机，无人机体型优势明显，对起降条件和场地条件要求很小，能够在短时间完成快速起飞任务需要，即使在地形复杂区域和云雾天气下，依然可以第一时间获取遥感监测数据，完成任务后可以通过滑行的方式回收；第三，操作简单。无人机具有高度的自动化程度，操作人员设定好飞行路线并根据空中与地面情况调整数据就可实现精确测量目标，操作人员经过简单培训即可灵活操作；第四，起飞时间短。无人机的起飞时间较短，无需专门设置跑道，并且可以在短时间内完成多项航测任务，及时收集相关信息数据；第五，高分辨率。相较于传统的航拍技术，无人机获取图像数据能力更强，精度可达到厘米级。

2无人机航测技术的使用流程

首先，在应用无人机航测技术以前，相关人员应全面检查无人机内机载设备的运行工况，重点测试此类设备是否出现了损坏现象，要科学保障数据收集器的内部精度、摄像设备成像的清晰度等，针对产生故障的设备要及时更新或维修，以缩减设备要素给航测工作带去的影响。在确认无人机的整体质量后，相关人员可适时测试无人机的尾翼、机身与机头等，了解其操作指令与执行情况的一致性，并适时连接机载航拍相机与飞行控制系统，从而进行无人机的起飞操作。

其次，相关人员在完成无人机的初始操作后，要及时规划其需要航测的航线，并布设对应性控点。在该环节中技术人员应适时收集与分析航测区域内的天气条件与地质条件，利用该区域的实际情况将其划分成多块地区，并在不同地区设计采集点，借助各区域内真实的地貌结构来确认各采集点的间隔距离与数量，继而有效缩减地形条件给测试精度带去的影响。同时，在开展无人机航测的过程中，技术人员还应实行高效的数据收集，获取到符合要求的测绘影像，其运用的主要方式为匹配各区域的影像数据。

最后，通过无人机航测完成了数据获取后，技术人员应依照正确的数据准备来开展数据处理工作。一般来讲，在准备数据处理期间，相关人员会利用网络信息系统来导出航测数据，适时调整航拍时的位置，比如，分类整合航测信息数据、调整区域周围的倾斜角度等。工作人员应检查评估无人机运行的整体状态与影像数据质量，如姿态角度、贴线率等，若其评估效果不良，可证明航测影像中的成像质量与完整度较差，如有必要可进行二次航测。在完成数据的处理后，相关人员可依照航测中的实际位置与数据相匹配，利用多项控制点来完成坐标体系的选择，从而促进无人机航测的实际效果。

3应用实例

本文以某村庄为例，对村庄规划中无人机航测技术的具体应用展开详细介绍。

3.1测绘基准

采用2000国家大地坐标系，1985国家高程基准，构建高斯-克吕格投影标准3°带的平面直角坐标系统。

3.2比例尺与计量单位

在本案例中，摄影成图的长度单位为m，比例尺寸为1：1000。面积单位使用m²，小数点后只保留两位数字。

3.3精度要求

与邻近控制点的点位相比，实测法测定界址点中的误差和相邻界址点间的间距误差需要控制在表1数据内，两倍中误差为其限差。

表1实测法界址点精度指标（m）

图解法测定界址点相比于邻界址点间的间距误差和邻近控制点的点位误差要控制在表2数据内，特殊区域也放宽至50%，两倍中误差为其限差。

表2图解法界址点精度指标（m）

3.4数据采集流程及结果比对

结合村庄规划对地形图与影像图提出的要求，在实施大比例尺地形地貌数据采集时，无人机航测技术的具体流程分别为：航空摄影、像控点外业测量、空三加密、内业测图、外业地形图调绘、内外业成果整合。第一，航空摄影，借助数码相机，实施无人机技术，对目标区域实施航空摄影，以此来获得影像数据。第二，像控点外业测量，依据区域设置像片控制点，在影像上面，点位要易于判别且有十分清晰的目标，优先选择固定、明显的地物上，但需要注意要在图廓线外布置图边像控点。一般使用测距导线、RTK以及GPS快速静态法对外业平面像控点实施测定，而在测定高程的过程中，则是使用图根水准或GPS曲面拟合法进行。第三，空三加密，使用影像处理系统，运用航摄机参数、航空摄影影像数据、像片控制资料，按照区域网开展空中三角测量。第四，内业测图，结合空三加密结果，对立体像对进行恢复，基于立体条件下，对植被、水域、道路以及房屋进行采集和编辑，并绘制具有1米间距的等高线，以此来构成1：1000的地形图。第五，外业地形图调绘，在调绘时主要以内业采集结果为前提，准确的调绘及核查野外对成图范围线内的地形地貌，并绘制草图，随后开展巡视检查直到最终成图。第六，整合内外业成果，通过合格的外业调绘资料对正内业采集的地形要素予以修正，并编制1：1000比例尺的数字线化地图，要符合村庄规划测绘地图要求。本村庄绘制的内业编绘地形图与航测影像图如图2和图3所示。

图2基于航测编绘地形图 图3航测村庄影像图

与传统人工全地形测量相比，对村庄中地形地貌要素实施高分辨率航测影响像更加清晰、齐全，能够提供准确的指导作用，实施对内业的矢量化处理。但在立面构成、房屋结构以及地物绝对高程方面，由于受到村庄房屋密集、林木茂密等因素的影响，仍存在一定不足，需要采取一些辅助措施进行人工校核。

结束语：

综上所述，在村庄规划中，由于农村地形地貌范围广、复杂且多样，加大了航测的难度，传统人工方法已无法满足测绘要求。无人机航测技术的应用，能够准确綷、快速获取，优势较为突出，促进了无人机航测技术在村庄规划的大范围应用。但在未来使用过程中，为了满足获取到的准确准确、全面性，仍需要注意一些问题，要不断提升无人机航测技术，加强对相关操作人员的专业化培训，避免区域地形地貌、气候等因素带来的影响，从而为村庄规划工作的顺利开展夯实基础。

参考文献：

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