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Frontier Technology Education Workshop

基于无人机遥感技术的农村土地整治测绘方法

作者

金雄明

身份证号:63212119931012201X

一、无人机遥感技术在农村土地整治测绘中的应用优势

(一)适应复杂地形,提升测绘覆盖能力

农村地区地形多样,包含平原、丘陵、山地等,部分区域交通不便、地块零散,传统测绘手段难以全面覆盖。无人机遥感技术对起降场地要求低,可在田间空地、乡村道路等简易场地起降,灵活穿梭于丘陵沟壑、零散地块之间,不受复杂地形与交通条件限制。同时,无人机可根据整治区域范围调整飞行路线,对小面积地块、狭长田间道路、零星分布的水利设施等进行精准测绘,确保测绘数据覆盖整治区域的每一个角落,避免因地形限制导致的测绘盲区,为土地整治规划提供完整的基础数据。

(二)提高测绘效率,缩短项目周期

农村土地整治项目往往涉及多个村庄、大面积区域,传统人工测量需逐地块、逐点位采集数据,耗时耗力,项目周期长。无人机遥感技术可通过预设飞行航线实现自动化测绘,一次飞行即可覆盖数十公顷甚至上百公顷的整治区域,快速获取高分辨率影像数据。

(三)保障数据精度,满足精细化整治需求

农村土地整治对测绘数据精度要求高,如土地平整的高程误差需控制在厘米级,田间道路宽度、水利设施位置的测量需精准到米级。无人机遥感技术搭载高精度 GNSS 定位模块与高分辨率相机,可获取厘米级定位精度的影像数据,结合地面控制点校正,能进一步提升数据精度;通过无人机激光雷达(LiDAR)系统,还可生成高精度三维点云数据,精准还原地形起伏、地物高度等信息,清晰识别田埂、沟渠、房屋等细小地物。高精度的数据可满足土地整治规划中地块划分、坡度计算、工程量核算等精细化需求,为整治方案的科学制定与施工的精准实施提供可靠依据。

二、基于无人机遥感技术的农村土地整治测绘实施流程

(一)前期准备:明确需求与制定方案

前期准备是确保无人机遥感测绘顺利开展的基础,需围绕土地整治需求制定详细方案。首先,明确测绘目标与精度要求,根据土地整治的阶段确定需获取的数据类型与精度标准;其次,开展现场踏勘,了解整治区域的地形地貌、地物分布、电磁环境等情况,排查无人机飞行的潜在风险;最后,制定飞行方案,确定无人机型号、飞行高度、飞行航线、拍摄重叠度等参数,同时准备地面控制点设备、数据存储设备、备用电池等物资,确保测绘工作有序推进。

(二)数据采集:自动化获取多维度数据

数据采集是无人机遥感测绘的核心环节,需根据前期方案实现自动化、精准化的数据获取。在飞行作业前,对无人机进行设备检查,包括电池电量、传感器状态、定位系统信号等,确保设备正常运行;将预设的飞行航线导入无人机控制系统,无人机按航线自动飞行,同步开启相机与定位模块,采集高分辨率可见光影像或多光谱影像,若需获取三维地形数据,可启动 LiDAR 系统采集点云数据。飞行过程中,操作人员实时监控无人机飞行状态、电池电量、数据存储情况,根据现场天气变化调整飞行参数,避免因天气影响导致数据采集中断或精度下降;同时,在整治区域内均匀布设地面控制点,采用 GNSS 接收机获取控制点的精准坐标,用于后续数据校正。

(三)数据处理:生成测绘成果

数据处理是将无人机采集的原始数据转化为土地整治所需测绘成果的关键步骤,需借助专业软件进行系统化处理。首先,对原始影像数据进行预处理,包括影像拼接、畸变校正、辐射校正等,消除影像拍摄过程中因镜头畸变、光照差异导致的误差;其次,结合地面控制点坐标,利用地理信息软件对预处理后的影像进行几何校正与坐标转换,将影像数据与实际地理坐标关联,生成带有精准坐标的正射影像图;若采集了 LiDAR 点云数据,需对点云数据进行去噪、滤波、分类处理,提取地面点生成数字高程模型(DEM)与数字表面模型(DSM);最后,根据土地整治需求,从正射影像图与高程模型中提取地块边界、地物分布、地形坡度等信息,制作测绘报告与专题地图,为土地整治规划、施工与验收提供成果支撑。

三、基于无人机遥感技术的农村土地整治测绘优化策略

(一)优化飞行参数,适配整治场景

不同农村土地整治场景的地形与测绘需求存在差异,需针对性优化无人机飞行参数。针对平原大面积耕地整治,可适当提高飞行高度、增大拍摄重叠度,在保证精度的同时提升覆盖效率;针对丘陵梯田整治,需降低飞行高度、加密飞行航线,确保清晰捕捉梯田的层级结构与田埂边界;针对山地生态修复整治,应采用低飞行高度、多航线交叉拍摄,避免高大植被遮挡导致的数据缺失。同时,根据天气条件调整飞行参数,如大风天气降低飞行高度、缩短飞行时间,阴天适当提高相机感光度,确保数据采集质量。

(二)完善数据处理流程,提升成果质量

数据处理的规范性直接影响测绘成果质量,需完善处理流程、减少人为误差。建立标准化的数据处理流程,明确影像预处理、几何校正、点云分类等各环节的操作标准与参数设置,避免因操作差异导致的成果偏差;引入人工智能辅助处理技术,如利用 AI 算法自动识别影像中的田埂、沟渠、房屋等地物,减少人工判读的主观性与耗时;加强数据质量检查,在数据处理的每个阶段设置质量检查节点,如检查影像拼接的无缝性、高程模型的平滑性,对不合格的成果及时返工处理,确保最终测绘成果符合土地整治精度要求。

(三)加强人员培训,提升技术应用能力

无人机遥感测绘技术的应用效果依赖操作人员的专业能力,需加强人员培训、打造专业队伍。开展针对性培训,内容涵盖无人机操作、数据采集规范、数据处理软件使用等,确保操作人员熟练掌握技术流程;结合农村土地整治实际,组织案例式教学,讲解不同整治场景下的测绘难点与解决方案,提升操作人员的实战能力;同时,鼓励操作人员参与行业交流与技术认证,学习先进的测绘技术与经验,不断提升专业素养,为无人机遥感技术在农村土地整治测绘中的深度应用提供人才保障。

结束语

基于无人机遥感技术的农村土地整治测绘方法,凭借适应复杂地形、效率高、精度高的优势,为农村土地整治提供了高效的技术解决方案。通过科学的前期准备、精准的数据采集、规范的数据处理,可生成满足土地整治需求的测绘成果;而通过优化飞行参数、完善处理流程、加强人员培训,能进一步提升该方法的适用性与成果质量。在乡村振兴背景下,随着无人机遥感技术的不断升级,其在农村土地整治测绘中的应用将更加广泛深入,为农村土地资源优化配置、农业高质量发展提供更坚实的测绘支撑,助力实现农村宜居宜业、农民富裕富足的目标。

参考文献

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[3]安卫. 基于无人机遥感技术的农村土地整治测绘方法[J]. 测绘与空间地理信息, 2023, 46 (11): .