測(cè)繪地理信息技術(shù)在全域土地綜合整治與生態(tài)修復(fù)中的應(yīng)用

摘要：在土地整治各個(gè)環(huán)節(jié)，測(cè)繪地理信息技術(shù)具有數(shù)據(jù)采集全面、數(shù)據(jù)處理精準(zhǔn)、成果圖像分辨率高等應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。該文立足全域土地綜合整治與生態(tài)修復(fù)工程的視角，分析了測(cè)繪地理信息技術(shù)的應(yīng)用基礎(chǔ)、常用技術(shù)，結(jié)合具體實(shí)例，從外業(yè)數(shù)據(jù)采集、內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理兩方面分析了無(wú)人機(jī)攝像測(cè)繪技術(shù)與載波相位差分技術(shù)的具體應(yīng)用，通過(guò)野外實(shí)測(cè)檢驗(yàn)驗(yàn)證了生成的數(shù)字正射影像圖的精準(zhǔn)度，以期為土地整治與生態(tài)修復(fù)工程中測(cè)繪地理信息技術(shù)深化應(yīng)用提供參考。關(guān)鍵詞：測(cè)繪地理信息技術(shù)；土地整治；無(wú)人機(jī)航拍在城鎮(zhèn)化建設(shè)逐步開(kāi)展的同時(shí)，農(nóng)村生產(chǎn)生活環(huán)境問(wèn)題逐步顯現(xiàn)，存在土地資源未得到有效利用、遭到嚴(yán)重污染與破壞的現(xiàn)象。面對(duì)土地資源緊缺的現(xiàn)狀，國(guó)家加大了土地整治與生態(tài)修復(fù)力度，開(kāi)展了生態(tài)環(huán)境綜合整治工作，有效緩解了城鄉(xiāng)用地矛盾。在科技不斷發(fā)展過(guò)程中，測(cè)繪地理信息技術(shù)逐步融入土地整治與生態(tài)修復(fù)工作，能否科學(xué)應(yīng)用測(cè)繪地理信息技術(shù)，決定著土地綜合整治成效，與生態(tài)修復(fù)質(zhì)量存在直接關(guān)聯(lián)。

1全域土地綜合整治中測(cè)繪地理信息技術(shù)的應(yīng)用基礎(chǔ)科學(xué)規(guī)劃是全域土地綜合整治的工作重點(diǎn)，實(shí)踐中，要確保整治修復(fù)方案具備較高的可操作性，確保規(guī)劃體系涵蓋所有土地綜合整治試點(diǎn)鄉(xiāng)村，并符合村莊規(guī)劃要求，同時(shí)，要確保土地綜合整治與生態(tài)修復(fù)工作一體化開(kāi)展。要從全局出發(fā)，結(jié)合全域土地應(yīng)用情況，科學(xué)規(guī)劃整合農(nóng)用土地，提高建設(shè)用地管理力度，還需對(duì)生態(tài)保護(hù)修復(fù)工作給予高度重視。利用測(cè)繪地理信息技術(shù)全面調(diào)查分析整治與修復(fù)區(qū)域，在多部門協(xié)同配合下，做好資源整合與分析，通過(guò)多方聯(lián)動(dòng)確保土地綜合整治及生態(tài)修復(fù)取得較高整體效益。此外，要做好基礎(chǔ)保障，依照中國(guó)法律，合理引入社會(huì)資本，引導(dǎo)社會(huì)資本積極參與土地整治及生態(tài)修復(fù)。打造完善的土地資源開(kāi)發(fā)利用數(shù)據(jù)庫(kù)，為社會(huì)資本、金融機(jī)構(gòu)助力全域土地綜合整治提供數(shù)據(jù)依據(jù)。通過(guò)完善測(cè)繪地理信息技術(shù)的應(yīng)用基礎(chǔ)，保障土地整合及生態(tài)修復(fù)工作順暢推進(jìn)。2全域土地綜合整治與生態(tài)修復(fù)中常用的測(cè)繪地理信息技術(shù)2.1

地理信息系統(tǒng)（GIS）地理信息系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)軟件及硬件系統(tǒng)為基礎(chǔ)，通過(guò)構(gòu)建地理模型，及時(shí)、全面收集各個(gè)空間內(nèi)地理數(shù)據(jù)信息的技術(shù)方法。數(shù)據(jù)采集過(guò)程具有實(shí)時(shí)性與動(dòng)態(tài)性特征，所收集信息中，除了涵蓋空間定位數(shù)據(jù)之外，還包含屬性或圖形數(shù)據(jù)，并依托遙感技術(shù)支持獲取遙感圖像數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)編輯、數(shù)據(jù)描述等過(guò)程，生成涵蓋包含多個(gè)層次、較高層級(jí)的地理信息內(nèi)容，為復(fù)雜的規(guī)劃管理提供信息支持。GIS具備較強(qiáng)的空間分析能力和良好的空間插值功能，應(yīng)用于土地綜合整治過(guò)程，便于快捷完成土地利用數(shù)據(jù)庫(kù)的建立，并對(duì)建設(shè)土地整治數(shù)據(jù)庫(kù)展開(kāi)全面化、實(shí)時(shí)性的追蹤與監(jiān)督，還能應(yīng)用于居民點(diǎn)規(guī)劃整治，在整治理論潛力預(yù)測(cè)計(jì)算、劃分潛力等級(jí)等各項(xiàng)工作中發(fā)揮效能。2.2

載波相位差分技術(shù)（GPS-RTK）載波相位差分技術(shù)是在載波相位觀測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行動(dòng)態(tài)定位的測(cè)繪技術(shù)。技術(shù)應(yīng)用理論是基準(zhǔn)站、流動(dòng)站不存在數(shù)值偏差，將無(wú)線電通訊系統(tǒng)安裝于GPS接收裝置的中部區(qū)域，使地理信息測(cè)繪結(jié)果的精度得到有效提升。需在已知坐標(biāo)處設(shè)置基準(zhǔn)站，利用電臺(tái)向流動(dòng)站傳送基準(zhǔn)站檢測(cè)得到的信息及坐標(biāo)數(shù)據(jù)，流動(dòng)站接收到載波觀測(cè)信號(hào)后，對(duì)其展開(kāi)實(shí)時(shí)差分處理，并同步處理自身收集的載波觀測(cè)信號(hào)，計(jì)算兩個(gè)站之間的基準(zhǔn)向量，而后根據(jù)投影參數(shù)變化情況，提取三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)。該技術(shù)的定位級(jí)數(shù)較小，測(cè)量準(zhǔn)確、高效，適用于土地整治各個(gè)環(huán)節(jié)，在大比例尺地形圖中也可應(yīng)用。然而信號(hào)波動(dòng)、不良地勢(shì)會(huì)影響該技術(shù)的應(yīng)用效果，外業(yè)處理中應(yīng)用需要耗費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間。2.3

無(wú)人機(jī)攝影測(cè)繪技術(shù)無(wú)人機(jī)攝影測(cè)繪技術(shù)結(jié)合應(yīng)用了遙感、GPS差分定位兩種技術(shù)，在遙感傳感器及遙控遠(yuǎn)程控制的基礎(chǔ)上，將分辨率較高的攝像裝置搭載于無(wú)人機(jī)上，在待測(cè)目標(biāo)區(qū)上方獲取航空影像，并基于數(shù)據(jù)處理軟件，從航空影像中提取坐標(biāo)值，獲取無(wú)人機(jī)飛行角度，了解影像拍攝角度等基礎(chǔ)信息，在完成多個(gè)航空影響的拼接處理后，生成涵蓋多個(gè)要素、覆蓋區(qū)域全面的數(shù)字地圖。無(wú)人機(jī)攝影測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用時(shí)，需要構(gòu)建無(wú)人機(jī)攝像系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含多個(gè)模塊，除了無(wú)人機(jī)平臺(tái)外，還有任務(wù)載荷、地面控制、數(shù)據(jù)鏈路、影像處理、成果制作等多個(gè)子系統(tǒng)，具有時(shí)間及空間高分辨率的特征，可靈活化、機(jī)動(dòng)性執(zhí)行測(cè)量任務(wù)，主要應(yīng)用于土地整治的前期與后期驗(yàn)收過(guò)程。

3全域土地綜合整治與生態(tài)修復(fù)中測(cè)繪地理信息技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例3.1

實(shí)例概況某涵蓋三十個(gè)行政村的城鎮(zhèn)，全域土地中農(nóng)用地及建設(shè)用地占比分別為61%與23%。由于該鎮(zhèn)之前一直采用承包到戶的經(jīng)營(yíng)模式，因此土地規(guī)劃布局相對(duì)混亂、產(chǎn)業(yè)發(fā)展不夠集中，為改變這一現(xiàn)象，當(dāng)?shù)卣畬?shí)施了全域土地綜合整治與生態(tài)修復(fù)工程。在工程中，勘測(cè)規(guī)劃屬于子項(xiàng)目，具體實(shí)施時(shí)應(yīng)用了無(wú)人機(jī)攝影測(cè)繪技術(shù)、載波相位差分技術(shù)等多種測(cè)繪技術(shù)，為地形測(cè)繪、規(guī)劃設(shè)計(jì)、工程管理、耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)等各項(xiàng)工作提供了有力支持，增強(qiáng)了土地整治工程與鄉(xiāng)村建設(shè)、農(nóng)業(yè)園區(qū)等其他工程設(shè)計(jì)銜接的順暢性。為此，本文以該鎮(zhèn)下轄某村附近的無(wú)人機(jī)航拍作為案例，展開(kāi)測(cè)繪地理信息技術(shù)的應(yīng)用探討。3.2

應(yīng)用過(guò)程3.2.1在外業(yè)數(shù)據(jù)收集方面的應(yīng)用收集外業(yè)數(shù)據(jù)之前，測(cè)繪人員需要全面了解待測(cè)區(qū)域的小比例尺地形圖，同時(shí)獲取影像圖以及數(shù)字高程等必要數(shù)據(jù)信息，要了解測(cè)區(qū)內(nèi)地物及道路網(wǎng)的分布情況，明確高層建筑及信號(hào)塔具體位置，基于全面的現(xiàn)場(chǎng)勘查，為選取無(wú)人機(jī)起降點(diǎn)、飛行航行設(shè)計(jì)、確定飛行高度提供依據(jù)。測(cè)區(qū)內(nèi)部及周邊平高點(diǎn)設(shè)置時(shí)，各平高點(diǎn)間距控制在10000像素以內(nèi)，且在兩航線重疊處設(shè)置航線間像控點(diǎn)，公用與非公用像控點(diǎn)分別設(shè)置在航向6片及3片重疊區(qū)。像控點(diǎn)選取時(shí)，要求采用地面較為平整且能獲取到清晰影像的標(biāo)志點(diǎn)。按此要求，本工程將像控點(diǎn)分別設(shè)置于道路交口、地壩角、房屋房角等處，利用無(wú)人機(jī)收集外業(yè)數(shù)據(jù)時(shí)，飛行速度設(shè)定為每秒10m，飛行高度控制在180m，航向及旁向重疊率分別控制在75%與65%左右。按照S型設(shè)計(jì)了8條飛行航線，共選取了385個(gè)航攝點(diǎn)，設(shè)定每隔50m拍照一次，任務(wù)完成后，獲取到航拍影像共計(jì)320張。3.2.2在內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理方面的應(yīng)用內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理過(guò)程中，采用三維模型生成軟件處理無(wú)人機(jī)航拍獲取的影像，進(jìn)而得到分辨率較高的數(shù)字正射影像圖。處理前，全面檢查外業(yè)收集影像的重疊率，測(cè)定航線彎曲度，并對(duì)影像曝光情況及清晰度狀況進(jìn)行了解，在航拍影像所有參數(shù)均符合測(cè)繪要求的前提下，按照要求實(shí)施影像預(yù)處理，將天氣環(huán)境、光照強(qiáng)度等自然因素導(dǎo)致的數(shù)據(jù)偏差有效消除。預(yù)處理完成后，在三維模型生成軟件中上傳經(jīng)過(guò)篩選與處理的航拍數(shù)據(jù)，并將無(wú)人機(jī)的定位定姿數(shù)據(jù)導(dǎo)入系統(tǒng)之中，在確保影像及數(shù)據(jù)精準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)利用空中三角測(cè)量原理，在多視圖三維重建技術(shù)應(yīng)用下，完成影像的對(duì)齊處理。之后，利用軟件完成密集點(diǎn)、網(wǎng)格、紋理的生成操作，建立數(shù)字高程、數(shù)字正射影像兩個(gè)模型，然后完成成果輸出，從而獲取到高清的數(shù)字正射影像圖。3.2.3測(cè)繪地理信息技術(shù)應(yīng)用成果檢驗(yàn)為驗(yàn)證獲得的數(shù)字正射影像圖的精度值，工作實(shí)踐中應(yīng)用野外實(shí)測(cè)檢驗(yàn)法實(shí)施了檢查。操作過(guò)程中，采用隨機(jī)抽樣法從生成的數(shù)字正射影像圖中選取8個(gè)分幅，采用平均隨機(jī)法，在分幅圖中無(wú)規(guī)律選取采集特征，共計(jì)325個(gè)，之后利用載波相位差分技術(shù)對(duì)這些特征點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行測(cè)量，再與數(shù)字正射影像圖的坐標(biāo)值展開(kāi)比對(duì)。經(jīng)檢查驗(yàn)證，各特征點(diǎn)的平面位置及高程位置的平均偏差分別為0.26mm與0.30mm，最高值分別為0.32mm與0.36mm，未超出規(guī)定要求范圍，說(shuō)明利用測(cè)繪地理信息技術(shù)獲取數(shù)字正射影像圖能保證測(cè)量精度。4結(jié)語(yǔ)在土地綜合整治與生態(tài)修復(fù)中，測(cè)繪地理信