干崢

岱山縣村鎮(zhèn)建設(shè)管理中心/岱山縣住房保障和房產(chǎn)管理中心 浙江舟山 316200

自改革開放以后，我國城鎮(zhèn)的發(fā)展情況發(fā)生翻天覆地的改變，農(nóng)村地區(qū)中存在的環(huán)境問題及土地結(jié)構(gòu)問題，深受國家部門的關(guān)注，自本世紀以來，全國各地開展的土地整理與修復(fù)工作已經(jīng)逐步深入，系統(tǒng)的將零散土地建設(shè)與生態(tài)環(huán)境整治等方面作為工作進行規(guī)劃，進一步提升了農(nóng)田的生產(chǎn)能力與排水耕作能力，使農(nóng)村的整體環(huán)境都發(fā)生了質(zhì)的改變。測繪地理信息技術(shù)的應(yīng)用使得土地整治與生態(tài)修復(fù)工程效果更加明顯，增強了農(nóng)田對自然災(zāi)害的抵抗能力，而且城鄉(xiāng)用地之間的矛盾也得到有效的緩解，而測繪地理信息技術(shù)可以作為基礎(chǔ)的測量技術(shù)，為土地整理與生態(tài)修復(fù)項目提供支撐，可以有效的增強整個項目的測量質(zhì)量。

1 測繪地理信息技術(shù)在土地整治與生態(tài)修復(fù)工程中的應(yīng)用

1.1 GPS-RTK測繪技術(shù)

GPS-RTK測繪技術(shù)是通過載波相位觀測值開展的實時動態(tài)定位技術(shù)，在基準站與流動站之間保持誤差一致，可以通過GPS接收機來增加無線電通訊系統(tǒng)的測量精度的，所以有機整體的測量精度需要通過測繪技術(shù)來提升，技術(shù)人員在工作的狀態(tài)中，應(yīng)當將基準站設(shè)置在已知的坐標之上，再通過電臺將觀測到的消息傳輸給流動站中，發(fā)送相關(guān)坐標數(shù)據(jù)，實時的傳輸載波觀測信號，信號是從基準站中發(fā)來的，又包含著流動站采集的一些信號，技術(shù)人員就可以通過系統(tǒng)解算出站間的基準向量，如果應(yīng)用投影參數(shù)的分析方法，就可以獲得流動站在坐標系中的三維坐標數(shù)據(jù)。GPS-RTK技術(shù)的使用優(yōu)勢還表現(xiàn)在能夠?qū)崿F(xiàn)野外的厘米級定位，能夠呈現(xiàn)出速度快、精度高的特點，可以用于土地整治與生態(tài)修復(fù)工程的各個階段，根據(jù)大比例尺的地形圖情形要求來做好規(guī)劃，其中的測量距離也會有所限制，而且信號受到地勢的影響較大，作業(yè)的自動化程度較低，戶外的作業(yè)時間較長，但測量效果卻比較顯著，所以GPS-RTK的應(yīng)用前景還是非?？捎^的[1]。

1.2 無人機攝影測繪技術(shù)

無人機攝影測繪技術(shù)是現(xiàn)代測量技術(shù)中的新內(nèi)容，以遙感傳感器技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合GPS差分定位技術(shù)等內(nèi)容融合得出的高科技測量技術(shù)，無人機上配備高分辨率的攝影設(shè)備，而且能夠在傳感器的作用下，將無人機作為飛行平臺收集測量信息，快速的捕捉目標區(qū)域的航空影響，通過專業(yè)數(shù)據(jù)處理軟件來調(diào)整影像的坐標及拍攝角度等信息，獲取飛行角度及高層數(shù)據(jù)，連接航空獲取的影響，并且能夠?qū)崟r的生成測量要素，得出數(shù)字產(chǎn)品地圖。無人機攝像系統(tǒng)中包括無人機平臺、任務(wù)荷載的子系統(tǒng)及地面控制系統(tǒng)等，另外有數(shù)據(jù)鏈路子系統(tǒng)及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等模塊，整體系統(tǒng)的機動性較強、作業(yè)方式非常靈活，對空間的分辨率較高，所以無人機攝影測繪技術(shù)在土地整治與生態(tài)修復(fù)工程中的應(yīng)用非常重要，尤其是前期準備階段，無人機的應(yīng)用更加廣泛。但是無人機攝影測繪技術(shù)的限制性也比較突出，包括無人機的穩(wěn)定性較差、攝像幅寬較小且整體的數(shù)據(jù)流較大，所以后續(xù)的數(shù)據(jù)處理相對復(fù)雜，而且兼容性有待考察[2]。

1.3 GIS技術(shù)

在現(xiàn)代信息技術(shù)計算機硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)的支持下，GIS技術(shù)的應(yīng)用推動了許多新技術(shù)的涌現(xiàn)，而GIS始終作為基本的地理模型分析方法，可以對多種空間及動態(tài)的數(shù)據(jù)進行實時獲取，如圖形數(shù)據(jù)、遙感圖像數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)等方面，完成獲取、儲存、管理、編輯及顯示等多種功能，產(chǎn)生更高層次的地理信息之后，能夠用于解決復(fù)雜的工程規(guī)劃問題與管理問題，整體系統(tǒng)的空間功能較為強大。在土地整治與生態(tài)修復(fù)工程施工技術(shù)的服務(wù)階段，技術(shù)人員可以在GIS技術(shù)的基礎(chǔ)上，快速建立起土地的利用數(shù)據(jù)庫，并進行全過程的跟蹤建設(shè)服務(wù)，完成土地整治和生態(tài)修復(fù)工程的基礎(chǔ)工作，包括建設(shè)整體的數(shù)據(jù)庫雛形，對民居點及其他方面內(nèi)容的規(guī)劃，可以提升土地整治和生態(tài)修復(fù)工程決策階段的科學性，相關(guān)工作的理論性及潛力等級，都需要通過GIS技術(shù)進行確定，通過技術(shù)的應(yīng)用來發(fā)揮作用[3]。

2 測繪地理信息技術(shù)在土地整治和生態(tài)修復(fù)工程中的實踐案例

2.1 土地整治和生態(tài)修復(fù)工程的概況

某城鎮(zhèn)位于我國東南部，距當?shù)氐氖兄行募s15km，該區(qū)域的行政總面積為80平方千米左右，總?cè)丝跀?shù)約為7萬人，下屬的30個行政村地理位置非常優(yōu)越，交通條件比較便捷，而且三面環(huán)江，東北方與該市中心相距一條江，城鎮(zhèn)的地形呈現(xiàn)西北高、東南低，半丘陵半平原的地勢，多以農(nóng)用地為主，土地占比約為60%，建設(shè)用地約占25%。當?shù)厥艿絺鹘y(tǒng)的農(nóng)作形式影響，沿用承包到戶的經(jīng)營模式，思維屬于小農(nóng)經(jīng)濟，雙浦鎮(zhèn)的耕地呈現(xiàn)出碎片化的發(fā)展趨勢，并且農(nóng)村的建設(shè)用地無序化嚴重，當?shù)氐霓r(nóng)村產(chǎn)業(yè)發(fā)展非常零散，所以當?shù)亻_展了土地整治和生態(tài)修復(fù)工程的項目，將當?shù)氐娜蛲恋刈鳛榭睖y規(guī)劃項目的重點，通過工程測量及無人機航拍等技術(shù)的應(yīng)用，獲取許多高清的影響，呈現(xiàn)出大比例的現(xiàn)勢數(shù)據(jù)，開展了巨大高清地形測繪工作，延續(xù)了后期一系列的項目監(jiān)理、工程立項及規(guī)劃設(shè)計的操作，其中的信息化特點非常明顯。在土地整治和生態(tài)修復(fù)工程項目的實施過程中，鏈接工程設(shè)計與鄉(xiāng)村建設(shè)工作是推動現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園區(qū)建設(shè)的關(guān)鍵，由于項目規(guī)模的擴大，所以第一期的土地整治和生態(tài)修復(fù)工程項目應(yīng)用重要是在A村附近開展無人機航拍活動[4]。

2.2 采集戶外作業(yè)數(shù)據(jù)

技術(shù)人員在采集戶外作業(yè)數(shù)據(jù)之前，應(yīng)先對所測區(qū)域的小比例尺地形圖及影像資料信息進行深度分析，掌握所測區(qū)域的地形物體分布情況，道路分布情況，信號分布情況及建筑分布情況等，將這些信息全面的掌握以后，結(jié)合相關(guān)現(xiàn)場的實地勘察情況，研究適合無人機的起降場地，確定好無人機的飛行路線及無人機的航飛高度，將相關(guān)參數(shù)作為基本的條件，為采集戶外作業(yè)數(shù)據(jù)做好前提條件。技術(shù)人員可以在一萬像素為間隔的前提下布置一個平高點，在所測區(qū)域的周圍再布設(shè)平高點，結(jié)合已經(jīng)有的資料研究無人機航線之間的像控點，要在兩條航線之間的重疊區(qū)域中布置，研究公用的像控點，則可以考慮航線方向的6片重疊區(qū)域，不公用的像控點則可以布置在航向的3片重疊區(qū)，這種像控點布置方案可以最大程度的保障影像清晰度，使測量信息更加準確、全面。技術(shù)人員在地面相對平整的標志點布設(shè)了像控點，在本次土地整治和生態(tài)修復(fù)工程的第一階段標志點選擇中，主要選擇了斑馬線的角落、堤壩的角落及圍墻的角落等，這些明顯地面標志物的角落可以更容易確定像控點。第一階段的作業(yè)面積大概在16平方千米左右，戶外作業(yè)使用的無人機選擇了大疆3P型號的設(shè)備，飛行速度約為10m/s，航行高度約為180m，重疊率在60%-80%之間，所以信息更加全面，飛行的線路東西走向為S型，所設(shè)計的航線是8條，每次拍照的間隔距離為50m，所以本次的測量航攝點安置了37個，測量工作中獲得了300余張影像圖片[5]。

2.3 處理戶內(nèi)收集的數(shù)據(jù)

在本次土地整治和生態(tài)修復(fù)工程項目中，技術(shù)人員采用了俄羅斯版本的APSP軟件來處理這些無人機航拍中獲取的圖像信息，所生成的高分辨率DOM影像資料。技術(shù)人員對戶外作業(yè)采集的圖像的重疊度及航線的彎曲度進行檢查，又核實了圖片的曝光度及清晰度等方面信息，發(fā)現(xiàn)檢查后的影像能夠滿足土地整治和生態(tài)修復(fù)工程中測繪工作的要求，之后技術(shù)人員對這些影響進行前期處理，消除了圖像中因天氣因素或是日照因素引發(fā)的數(shù)據(jù)差異，再使用POS將選擇的影像資料導(dǎo)入到PhotoScan的軟件之中，創(chuàng)立新工程，確認好圖片的精度以后，根據(jù)空中三角測量原理及多視圖的三維重建模型概念，在系統(tǒng)中自動對齊所有的圖片資料，可以在軟件中得出密集點，再由密集點得到網(wǎng)格和紋理，構(gòu)建出數(shù)字化的高程模型，便于構(gòu)建數(shù)字正位攝影的影像模型，并且要輸出許多相應(yīng)的成果，而這些成果在軟件的應(yīng)用中就可以得到DOM影像，應(yīng)用于土地整治和生態(tài)修復(fù)工程的數(shù)據(jù)庫，提供豐富的測量信息。

2.4 檢驗分析的成果

技術(shù)人員在本次土地整治和生態(tài)修復(fù)工程的數(shù)據(jù)檢驗中，采用了野外實測檢驗法來驗證DOM成果的精確度，檢測DOM成果是否能夠滿足土地整治和生態(tài)修復(fù)工程對數(shù)據(jù)的需要。技術(shù)人員在實踐中采用抽樣的方式，獲得了8個分幅DOM成果數(shù)據(jù)，再從這些DOM分幅數(shù)據(jù)中采集特征點相同的320個，利用GPS-RTK技術(shù)進行實地測量，通過對比DOM成果數(shù)據(jù)的坐標來看，8個隨機圖幅中的320個特征點平面位置的誤差在0.215m左右，最大的誤差值也不超過0.224m，而圖像中高程位置的誤差值在0.341m左右，最大誤差值在0.135m，進一步的說明了圖像的準確性，而這些數(shù)值也符合土地整治和生態(tài)修復(fù)工程對測量結(jié)果的要求。

表1 成果檢驗DOM成果精準度數(shù)值（參考）

2.5 土地整治和生態(tài)修復(fù)工程第一階段測量總結(jié)

在第一階段的測量工作中，技術(shù)人員應(yīng)用了GPS-RTK技術(shù)、無人機攝影技術(shù)及GIS技術(shù)，在土地整治和生態(tài)修復(fù)工程第一階段的項目測量中發(fā)揮了重要的技術(shù)?？v觀整體技術(shù)應(yīng)用流程，GPS-RTK技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢非常明顯，如響應(yīng)速度較快，對圖像的獲取精準度較高，可以在戶外作業(yè)中實現(xiàn)厘米級的定位，尤其是在繪制大比例尺的地形圖中，GPS-RTK技術(shù)在測繪工作的設(shè)計與預(yù)算編制階段優(yōu)勢非常顯著。無人機攝影技術(shù)在其中的應(yīng)用則呈現(xiàn)出較強的機動性，而且戶外作業(yè)的方式比較靈活，可以根據(jù)測量工作的需要及時的調(diào)整作業(yè)方案，需要技術(shù)人員預(yù)先規(guī)劃無人機的飛行方案。無人機攝影技術(shù)的時間、空間分辨率非常高，在測繪工程的前期準備階段與竣工驗收階段適用于地毯式的測量工作，可以對土地整治和生態(tài)修復(fù)工程項目的實施狀況進行充分的調(diào)查。GIS技術(shù)則可以在計算機設(shè)備的基礎(chǔ)上，利用信息技術(shù)、軟件系統(tǒng)快速的整理獲取的龐大數(shù)據(jù)資源，如本次土地整治和生態(tài)修復(fù)工程第一階段項目測繪中，技術(shù)人員使用的俄羅斯APSP軟件，對無人機航行中拍攝的圖像進行綜合處理，快速的建立起土地利用數(shù)據(jù)庫，對圖像測量進行全過程的跟蹤監(jiān)管，有助于建設(shè)起龐大的土地整治和生態(tài)修復(fù)工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，在整理居民點規(guī)劃與整治工作中，提供科學的決策，發(fā)揮GIS系統(tǒng)的信息化功能，凸顯出測算整治理論的潛力[6]。

在實踐中也可以看出，技術(shù)人員將GPS-RTK技術(shù)、無人機攝影技術(shù)與GIS技術(shù)有機整合，在各個環(huán)節(jié)的工作中都可以凸顯出巨大的技術(shù)優(yōu)勢，讓該地的土地整治和生態(tài)修復(fù)工程更加完善，實現(xiàn)了項目實施過程中的項目建設(shè)。技術(shù)人員從實踐中總結(jié)出以下經(jīng)驗，各類技術(shù)的應(yīng)用要考慮各個階段工作的需求，土地整治和生態(tài)修復(fù)工程的測繪工作需要各個環(huán)節(jié)組成，但是各個環(huán)節(jié)的工作需求都有不同，而各類技術(shù)的優(yōu)勢也有所差異，所以應(yīng)用針對性的技術(shù)方案，在不同的需求點上應(yīng)用不同的技術(shù)，可以使土地整治和生態(tài)修復(fù)工程收獲更好的測繪效果?？傮w來說，土地整治和生態(tài)修復(fù)工程的第一階段測量成果比較顯著，從成果檢驗DOM成果精準度數(shù)值比對中，就可以顯現(xiàn)出整體工作部署的合理性，既滿足了土地整治和生態(tài)修復(fù)工程對數(shù)據(jù)精準度的需求，也改進了傳統(tǒng)測量方法的不足，用信息化的形式提升了地質(zhì)工程測繪工作的水平。

3 結(jié)語

在實際的土地整治和生態(tài)修復(fù)工程應(yīng)用中，測繪地理信息技術(shù)的應(yīng)用有多種方式，包括常見的GPS-RTK技術(shù)、無人機攝影技術(shù)與GIS技術(shù)等形式，這三種在實踐中較為常用，而且應(yīng)用程度較高，技術(shù)人員在應(yīng)用這三種技術(shù)時，要分別考慮各種技術(shù)的使用優(yōu)勢，并結(jié)合具體的工作予以合理的分配，將技術(shù)應(yīng)用于適合的工作環(huán)節(jié)中，可以從土地整治和生態(tài)修復(fù)工程的測繪中體現(xiàn)出技術(shù)的實用性。而且土地整治和生態(tài)修復(fù)工程對測繪地理信息技術(shù)的應(yīng)用要求也需要根據(jù)項目的內(nèi)容進行確定，技術(shù)人員要綜合考慮多方面的要求，再制定科學的實施方案，將測繪地理信息技術(shù)作為基礎(chǔ)的技術(shù)支持，保障土地整治和生態(tài)修復(fù)工程測繪工作的順利開展，再按照順序完成數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)分析及數(shù)據(jù)統(tǒng)計的過程。