摘? 要：糧食安全問(wèn)題一直是我國(guó)政府關(guān)注的頭等大事。我國(guó)的高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)自提出以來(lái)，就面臨著許多難題，如建設(shè)時(shí)間緊、任務(wù)重、規(guī)劃難度高等。高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)項(xiàng)目的規(guī)劃是建設(shè)當(dāng)中需要關(guān)注的重點(diǎn)，科學(xué)的規(guī)劃對(duì)建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田具有重要推動(dòng)作用。無(wú)人機(jī)等航拍器的發(fā)展為建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田提供了技術(shù)支持，在對(duì)項(xiàng)目的勘測(cè)、繪制的過(guò)程中，發(fā)揮著重要作用。該文主要從高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)項(xiàng)目中的地形測(cè)繪出發(fā)，對(duì)其要求進(jìn)行深入分析，并提出航拍測(cè)量技術(shù)在高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)當(dāng)中應(yīng)用的方法。

關(guān)鍵詞：航拍測(cè)量技術(shù)? 高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田? 建設(shè)? 研究

中圖分類號(hào)：P258? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1672-3791（2020）11（c）-0251-03

Application of Aerial Photogrammetry Technology in High Standard Farmland Construction Project

ZHENG Wenzhao

（Fujian Xinguodi Land Planning and Design Co.， Ltd.， Fuzhou， Fujian Province， 350011 China）

Abstract： Food security has always been the top priority of the Chinese government. The construction of high standard farmland in China has been faced with many problems since it was put forward， such as tight construction time， heavy tasks and high difficulty in planning. The planning of high standard farmland construction project is the focus of construction， and scientific planning plays an important role in promoting the construction of high standard farmland. The development of aerial cameras such as UAV provides technical support for the construction of high standard farmland， and plays an important role in the process of project survey and mapping. In this paper， starting from the topographic mapping of high standard farmland construction project， the requirements are analyzed in depth， and the application method of aerial photogrammetry technology in high standard farmland construction is proposed.

Key Words： Aerial photogrammetry technology; High standard farmland; Construction; Research

1? 高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)的要求

1.1 坐標(biāo)系統(tǒng)及成圖精度

（1）坐標(biāo)系統(tǒng)。坐標(biāo)系統(tǒng)在選擇的時(shí)候要注意平面坐標(biāo)系統(tǒng)與高程坐標(biāo)系統(tǒng)的區(qū)別。平面坐標(biāo)系統(tǒng)和高程坐標(biāo)系統(tǒng)要根據(jù)國(guó)家的要求，采用適合的坐標(biāo)基準(zhǔn)。投影時(shí)需采用高斯-克呂格投影，按照3°進(jìn)行分帶。

（2）地形、困難類別和成圖比例尺。首先，在設(shè)計(jì)農(nóng)田的建設(shè)圖紙的過(guò)程中，需要關(guān)注測(cè)量區(qū)域當(dāng)?shù)氐牡匦危ㄟ^(guò)對(duì)山地、平底、斜坡、丘陵等不同地形的合理劃分，合理計(jì)算施工工程量與工程難度。其次，選擇合適的成圖比例尺，比例尺選擇標(biāo)準(zhǔn)要根據(jù)當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)面積合理選擇，等高距選擇基本為1 m。

（3）成圖精度。選擇好成圖比例尺后，需要控制成圖精度，控制平面圖中各點(diǎn)之間的誤差，平底、丘陵地區(qū)的誤差要不大于圖上標(biāo)注的±6 mm;林區(qū)及無(wú)法進(jìn)行航拍的陰影地區(qū)的誤差可按照需要，按規(guī)定放寬，一般可以2倍為最大誤差，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整;山地地區(qū)的誤差需要控制在±8 mm。按照地圖比例尺上的高程標(biāo)注點(diǎn)與相鄰的野外控制標(biāo)注點(diǎn)的高程誤差范圍按照平地地區(qū)誤差控制在±0.4 m;丘陵為±0.5 m;困難地區(qū)為±0.7 m。同樣，困難地區(qū)可以按照2倍的最大誤差進(jìn)行調(diào)整。

1.2 要素測(cè)繪

項(xiàng)目的現(xiàn)狀圖上需要標(biāo)明區(qū)域內(nèi)的要素：居民地、工礦建筑、水利設(shè)施、電力設(shè)施、道路交通設(shè)施、水氣管道、植被覆蓋情況、土質(zhì)、土地所有權(quán)和歸屬權(quán)等。

2? 航拍測(cè)量技術(shù)流程概述

目前航拍測(cè)量技術(shù)運(yùn)用的拍攝技術(shù)主要是遙感、拍攝等非接觸式成像系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)地形地貌、土地上設(shè)施等要素的拍攝、測(cè)量、處理、分析，從而獲得當(dāng)?shù)氐牡乩硇畔?。拍攝測(cè)量與遙感測(cè)量是獲取地理信息的重要技術(shù)。航拍測(cè)量依靠飛行器（飛機(jī)、無(wú)人機(jī)等），對(duì)地面進(jìn)行連續(xù)拍攝，并與地面水平測(cè)量、立體測(cè)繪等技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，從而繪制出地形圖的測(cè)量方式。航拍測(cè)量的出現(xiàn)為農(nóng)業(yè)技術(shù)人員提供了便利，當(dāng)某一區(qū)域建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田面積過(guò)大時(shí)，地面測(cè)量的工程量過(guò)大，精確度下降，此時(shí)就需要使用航拍測(cè)量的手段，通過(guò)在空中拍攝地面的影像，對(duì)影響進(jìn)行處理和分析，進(jìn)而結(jié)合地面測(cè)量的數(shù)據(jù)，建立起立體的地面圖形，最終在計(jì)算技術(shù)進(jìn)行成像，成為數(shù)字地形圖。

建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田的區(qū)域航拍時(shí)要首先要了解當(dāng)?shù)氐拿娣e，收集相關(guān)的數(shù)據(jù)與資料，對(duì)測(cè)量區(qū)進(jìn)行實(shí)地勘測(cè)，編寫航拍測(cè)繪的方案，對(duì)方案進(jìn)行審計(jì)，通過(guò)后開始向相關(guān)空域管理部門申請(qǐng)和調(diào)遣飛機(jī)。拍攝當(dāng)中，航拍飛行器要按照設(shè)計(jì)的拍攝方案進(jìn)行工作，控制拍攝效果。最后，拍攝技術(shù)后對(duì)拍攝成果進(jìn)行驗(yàn)收，不符合的地方需要二次拍攝，最終獲得相關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行后期的處理并上交給設(shè)計(jì)部門。

3? 航拍測(cè)量成圖的過(guò)程分析

3.1 航拍攝影

目前常見的航空航拍攝影系統(tǒng)主要是中國(guó)測(cè)繪研究院的輕型飛機(jī)所裝備的航拍系統(tǒng)，通過(guò)按照飛行拍攝設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行拍攝，獲取拍攝目的地的高分辨率影像數(shù)據(jù)。

3.2 基礎(chǔ)控制測(cè)量

對(duì)于平面基礎(chǔ)測(cè)量的控制一般采用GPS靜態(tài)定位的方式，將目標(biāo)地的坐標(biāo)系統(tǒng)點(diǎn)位與平面點(diǎn)位相結(jié)合，此時(shí)采用的測(cè)量控制等級(jí)為GPS E級(jí)網(wǎng)點(diǎn)精度，平面點(diǎn)位的最弱電與坐標(biāo)系統(tǒng)的點(diǎn)位誤差控制5 cm。高程測(cè)量等級(jí)選擇第四級(jí)，其采用直接水準(zhǔn)的方法，電子水準(zhǔn)儀為DS3，要求控制每公里的偶然中誤差在5 mm以內(nèi)，全中的誤差需要保證在10 mm以內(nèi)。因此，需要采用GPS點(diǎn)的高程都需要進(jìn)行第四等的水平連測(cè)。

3.3 影響控制點(diǎn)布設(shè)

航拍測(cè)量過(guò)程中需要對(duì)影像進(jìn)行控制點(diǎn)的布設(shè)，通過(guò)對(duì)平面控制點(diǎn)按照不同區(qū)域、航線進(jìn)行布設(shè)，高程控制點(diǎn)需要按照不同地形，如山地、丘陵、平底進(jìn)行布設(shè)，在航攝區(qū)、航拍比例、成圖地形類別等因素的依據(jù)下進(jìn)行拍攝。平面控制、平高控制點(diǎn)相對(duì)鄰近基礎(chǔ)控制點(diǎn)的平面位置中誤差需要不超過(guò)地圖誤差的±0.1 mm。

3.4 相控點(diǎn)連測(cè)

相片控制點(diǎn)連測(cè)應(yīng)起閉與GPS、水準(zhǔn)點(diǎn)的基礎(chǔ)控制點(diǎn)上。使用過(guò)程中，在使用之前需要確定其位置正確，發(fā)現(xiàn)定位有錯(cuò)誤或有一定疑問(wèn)時(shí)需禁止使用，進(jìn)行重新確定。像片控制點(diǎn)平面位置連測(cè)采用GPS靜態(tài)測(cè)量方法，像控制點(diǎn)高程采用GPS靜態(tài)測(cè)量的方法。

3.5 空三加密

3.5.1 選點(diǎn)要求

空三加密選點(diǎn)要求主要包括下面4點(diǎn)：（1）同一張拍攝的像片上，不同的3個(gè)模型的連接點(diǎn)，需要通過(guò)主點(diǎn)，并且垂直于方位線的直線與旁向重疊的交點(diǎn)1 cm范圍內(nèi)選擇，6個(gè)模型的連接線所稱圖形需要盡可能成為一個(gè)矩形。（2）位于主點(diǎn)附近的模型，其連接點(diǎn)需要選取在距離主點(diǎn)在1 cm范圍內(nèi)的明顯點(diǎn)上，如果遇到了選點(diǎn)困難的情況，可適當(dāng)將范圍放寬到1.5 cm的。（3）地形當(dāng)中有河流、山脈、山谷等布設(shè)的航線點(diǎn)時(shí)，要注意不同高度之間上、中、下3個(gè)模型店之間的高差相近，避免出現(xiàn)相對(duì)定向不定性。（4）自由突變的模型點(diǎn)一般選擇在測(cè)圖范圍線以外。

3.5.2 加密平差技術(shù)要求

（1）空三加密時(shí)需要采用JX-4全數(shù)字測(cè)量系統(tǒng)當(dāng)中的GXP-AAT自動(dòng)空中三角測(cè)量系統(tǒng)。（2）相機(jī)文件需要按照航攝鑒定表里提供的信息參數(shù)進(jìn)行建立。（3）像控制點(diǎn)文件需要按照野外作業(yè)的像控制點(diǎn)成果進(jìn)行建立。（4）內(nèi)部作業(yè)加密網(wǎng)需要按照野外作業(yè)像控點(diǎn)布點(diǎn)圖進(jìn)行劃分。（5）選擇航帶模型連接點(diǎn)。（6）為了對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行相對(duì)定向，需要對(duì)各點(diǎn)位上超限的上下視差、左右視差進(jìn)行消除，以至像對(duì)定向精度符合設(shè)計(jì)精度要求。（7）符合精度要求的對(duì)網(wǎng)，首先進(jìn)行多項(xiàng)式平差，然后采用光束法平差，工作人員查看平差報(bào)告，查找并修改超限項(xiàng)，只到最終的結(jié)果能夠符合設(shè)計(jì)精度要求。（8）輸出平差結(jié)果要在網(wǎng)平差各項(xiàng)精度都能夠達(dá)到設(shè)計(jì)的精度后，才能提供給下一道工序使用，否則則需要再次進(jìn)行平差修改。

3.6 野外測(cè)繪

野外測(cè)繪的時(shí)候，測(cè)繪人員需要根據(jù)要求的成圖比例尺，按照比例尺的規(guī)定進(jìn)行測(cè)繪。高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)項(xiàng)目的測(cè)繪圖基本要求為：保證調(diào)繪讀判正確、代碼和圖形符號(hào)合理運(yùn)用、描繪清晰，保證測(cè)繪圖上的各種標(biāo)注準(zhǔn)確，沒(méi)有失誤。野外測(cè)繪的過(guò)程中，像片的調(diào)繪可以采用先內(nèi)后外的調(diào)繪順序，內(nèi)部作業(yè)的要以立體模型為準(zhǔn)，像片當(dāng)中比較明顯的、按照比例尺的地物，可以只進(jìn)行定性及數(shù)量上的描述。不同的調(diào)繪片清繪時(shí)采用的顏色不同，所代表的的意義也不同。紅色主要是地界類型的簡(jiǎn)化符號(hào)，棕色主要是描述地貌特征和名稱的，綠色則代表水系，藍(lán)色則代表面積接邊線，黑色表示其他。

3.7 全數(shù)字全要素立體化采集

三維全要素立體采集需要在全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站，野外作業(yè)調(diào)繪資料是其主要的依據(jù)，進(jìn)行全要素立體切準(zhǔn)采集，采集的過(guò)程中，需要按照野外作業(yè)負(fù)責(zé)定性、內(nèi)部作業(yè)負(fù)責(zé)定位的原則，內(nèi)外結(jié)果不同是需要確認(rèn)外延是否調(diào)繪錯(cuò)誤，然后以內(nèi)頁(yè)立體判讀為準(zhǔn)。

3.8 數(shù)字化編圖

在計(jì)算機(jī)上處理拍攝的像片及內(nèi)外測(cè)繪的數(shù)據(jù)時(shí)，采用數(shù)字化的制圖軟件，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分層處理，地形要素、所有權(quán)要素、土地類型要素等分別進(jìn)行編輯，把相對(duì)應(yīng)的信息編輯到不同的圖層，并按照比例尺制作成現(xiàn)狀圖，最終提交給上級(jí)部門，進(jìn)行下一步的工作。

4? 航拍測(cè)量技術(shù)優(yōu)勢(shì)

4.1 成圖時(shí)間短，成本低廉

傳統(tǒng)的地形圖測(cè)量與成圖需要耗費(fèi)大量的人力、物力、財(cái)力，時(shí)間長(zhǎng)，在測(cè)量面積過(guò)大的地區(qū)是就需要采用成圖時(shí)間更短，各種資源投入小的航拍測(cè)量技術(shù)，大大減輕了測(cè)量與成圖人員的工作壓力，為項(xiàng)目規(guī)劃提供了充足的設(shè)計(jì)時(shí)間，提高了工作效率。

4.2 信息完善，形象直觀

利用航拍測(cè)量的技術(shù)能夠獲取比地面測(cè)量更加豐富和完善的地形地貌信息，拍攝技術(shù)的進(jìn)步使得攝影機(jī)的分辨率不斷提高。同時(shí)，遙感技術(shù)等拍攝技術(shù)的不斷優(yōu)化也使得航拍測(cè)量技術(shù)能夠更加直觀地向工作人員和設(shè)計(jì)人員展示高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)區(qū)域的地形地貌特征等信息，為后期設(shè)計(jì)成圖提供了更加豐富的信息。

4.3 測(cè)量精度高，分布均勻

利用航拍測(cè)量技術(shù)制作出的現(xiàn)狀圖精準(zhǔn)度較傳統(tǒng)地面測(cè)量高，航拍測(cè)量不受地形限制，拍攝的內(nèi)容分布均勻，后期成圖過(guò)程中需要的土方量計(jì)算、淹沒(méi)區(qū)預(yù)測(cè)、地面高差、斷層面測(cè)繪等工作提供了更加詳細(xì)的數(shù)據(jù)，為最終成圖打下堅(jiān)實(shí)的信息基礎(chǔ)。

4.4 機(jī)動(dòng)性高，靈活性強(qiáng)

目前采用航拍測(cè)量技術(shù)所使用的的飛行器主要包括農(nóng)用飛機(jī)、無(wú)人飛機(jī)等。利用航空器進(jìn)行測(cè)量和拍攝的一大優(yōu)點(diǎn)就是其機(jī)動(dòng)性高、靈活性強(qiáng)，一些小型的低空無(wú)人機(jī)能夠不利用飛機(jī)跑道進(jìn)行起降，受到空域管制影響較小，并且在一些地形復(fù)雜地區(qū)，其拍攝也具有較高的安全性，可以防止發(fā)生空難。航拍測(cè)量技術(shù)在高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)項(xiàng)目中的運(yùn)用，不僅彌補(bǔ)了傳統(tǒng)人工測(cè)量測(cè)繪的缺點(diǎn)，降低了測(cè)量所需要的人工和資金成本，降低了測(cè)繪人員的工作量，使得測(cè)量測(cè)繪效率大大提高，利用科技進(jìn)步推動(dòng)農(nóng)業(yè)的發(fā)展，保障了我國(guó)的糧食安全與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

5? 結(jié)語(yǔ)

集中連片、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)設(shè)施齊全、農(nóng)作物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、生態(tài)環(huán)境保護(hù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)并重的高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)是我國(guó)應(yīng)對(duì)糧食安全問(wèn)題，保障民生的重要舉措?，F(xiàn)代化農(nóng)田建設(shè)需要利用航拍測(cè)量技術(shù)，其相較于傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)的低成本、高效率、高精確度的優(yōu)點(diǎn)為高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)項(xiàng)目提供了重要的技術(shù)保障。建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田項(xiàng)目的設(shè)計(jì)人員提高對(duì)當(dāng)?shù)氐耐恋乩们闆r進(jìn)行了解，明確掌握當(dāng)?shù)氐牡匦蔚孛?，進(jìn)而通過(guò)航拍測(cè)量技術(shù)獲得的地形地貌數(shù)據(jù)、土地利用情況等信息，對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)與規(guī)劃，從而得出科學(xué)的高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，為后期施工打下良好的基礎(chǔ)。

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作者簡(jiǎn)介：鄭文昭（1986，11—），男，漢族，福建福州人，本科，測(cè)繪中級(jí)工程師，研究方向?yàn)榇蟮販y(cè)量與測(cè)量工程。