无人机摄影测量在高标准基本农田建设中的应用

江西省煤田地质局普查综合大队 江西南昌 330001

1 无人机航空摄影测量技术的特点

第一，机动性，灵活性和安全性。无人驾驶无人机具有灵活性和机动性，不易受空气控制和气候影响，可以在恶劣条件下直接接收图像。即使设备不起作用，也不会有受害者和高安全性；第二，在较低的高度工作以获得高分辨率图像。无人机可以在云层下方的低空飞行，这弥补了卫星光学遥感和一般航空摄影的缺点，这些缺点经常被云遮挡并且可以接收比卫星遥感和普通航空摄影更高分辨率的图像。同时，低层次多方位的多边形拍摄拍摄建筑物纹理高分辨率图像，用以补偿在卫星遥感和航空通用收购城市建筑所产生的高楼闭塞的问题；第三，高精度，显示精度高达1：1000，无人机是一种高空飞行，飞行高度为50-1000m，是近距离航空测光，摄影测量的准确度达到了亚米的水平，精度范围通常为0.1-0.5m，满足1：1000的显示要求，可以对应城市需要建立准确的映射；第四，成本相对较低，操作简单，无人驾驶飞行器的航空摄影系统具有低成本，便宜，相对较短的操作员训练期，以及易于维护和修理系统，这消除了在机场起飞和降落的需要。这是唯一结合照片和测量的航空摄影方法。它可以实现理想的航空测量和飞机运行按需生产模式；第五，周期简短而有效。对于大规模的大型测量任务（10-100平方公里），对天气和空域的管理有更多的限制，并且航空光度计的昂贵费用很高。收集现场数据的整个方法用于映射，负载大，成本也相对较高。由于无人机遥感系统的开发和实际发展，它可以利用其移动性，速度和经济性，在阴天和大雾天获得合格的图像，从而将大量的野外工作转移到工业。这不仅可以降低复杂性，还可以提高工作效率和准确性。

2 无人机技术在现代农业生产中应用的优势

（1）安全高效。植保无人机的规模作业能够达到80-100亩/时，相比于常规的喷洒，工作效率会高出近100倍，无人机技术能够使工作人员不再长时间的接触农药，能够维护工作热源的生命安全。（2）自主作业。无人机喷洒不受高度、地形等因素的影响，只要在无人机的飞行高度中都可以进行农作物的喷洒。无人机利用远距离遥控操作以及飞控导航自主作业，可在喷洒前搜集农作物的GPS信息，提前规划航线，并录入到地面的控制系统中，由地面指挥，无人机自主进行喷撒作业，还可通过地面的显示界面了解喷洒作业的具体情况。（3）密度高，效果好。这种无人机喷雾作业高度比较低，药液通过喷洒器喷出，在旋翼气流加速作用形成气雾流，能够使药液雾滴更好的穿透农作物，减少农药的飘失，其覆盖率、沉积量效果好，防治效果也更加理想[1]。

3 无人机航空摄影测量在高标准农田中的应用

3.1 测区概况

德安县地处江西省北部，南浔线中段，东接星子,南邻永修，西毗武宁，北接瑞昌、九江，地理坐标界于东经115 23′-115 50′，北纬29 16′-29 35′之间，东西长 42.6公里，南北宽40.8公里，全县总面积863.0平方公里，占全省总面积的0.56%。航摄区为德安县2014年度高标准农田建设工作，航摄面积约4.27平方公里，成图比例尺1：2000，采用高斯-克吕格的3°分带，中央子午线117度；高程系统为1985国家高程基准（拟合）。

3.2 VRS技术作业原理及应用于高标准基本农田测量中的技术路线

依托于网络技术发展起来的VRS技术，又称为虚拟参考站技术，VRS技术的应用可以说是提供了一个全新的技术平台，有利于GPS-RTK测量质量的全面提升，对于测绘行业的发展起到了积极的推动作用。VRS技术有效的规避了常规RTK技术的缺陷。在具体在测量中应用时，用户在流动站附近建立一个虚拟的参考站，流动站与虚拟参考站之间距离一般为几米之间的距离，这样用户能够随时获取到精确的测量定位数据。在实际对高标准农田测绘作业过程中，区域内基准站的实时观测数据都会传到数据处理中心，根据这些数据来估计残差和生成相关的误差模型。同时用户单点定位后并将求得的坐标传递到数据处理中心，该点则作为数据处理中心将其作为虚拟参考站，对残差估计，利用改点的坐标和基准站的坐标生成虚拟的载波相位观测值，并向用户传递，从而实现用户对精准定位。相较于RTK作业方式，VRS技术具有较强的优势的，不仅具有高精度和高效率的特点，而且能够全天候作业，更易于操作，有效的规避了常规RTK作业时距离的限制问题，而且随着无线数据传输的应用，VRS技术则会成为测量的首选。

在高标准基本农田工程测量中，利用VRS技术能够提供厘米级精度，能够有效的满足项目测量的要求。在具体进行规划、施工放样及竣工验收等过程中，可能利用VRS技术来实施测量。在具体高标准基本农田工程测量应用VRS技术时，在前期准备阶段要获取到与高标准基本农田范围相关的基础资料，并制定相应的测绘作业指导书，检测具体的测量仪器和设备。在采集外业数据过程中，要根据各个阶段的需求进行，在对地类边界、权属界线、沟渠及耕地等放样和点采集过程中要充分的运用VRS技术。利用相应的软件通过计算机导出所采集的数据，针对外业草图来绘制地形地物，并形成数据成果[2]。

3.3 空三加密空

三种加密操作的量非常大，选择的要求非常高。主要特征如下：第一，主点附近的模型连接点应从距主点1cm范围内的明显点选择。如果在1厘米的范围内没有明显的点，那么你可以选择1.5厘米范围内的点;第二，同一图像上的三个模型连接点应在主点与垂直于轴承线的线的交点1厘米内选择，并尽量保证每6个由模型连接点形成的图形为矩形，3个模型点与图片的边缘必须设置在地图的线之外;第三，如果农田周围有山谷，河流等，为了避免相对定位的不确定性问题，河谷和河道，选择路线时，必须确保模型的上，中，下点之间的高度差接近。

3.4 监测土壤湿度

在农业生产中，土壤湿度是监测的重要标准，能够对地面、大气间的热量、水分输送等进行控制。对土壤湿度进行监测能够使区域内的干旱、水涝等情况进行了解，进而明确农作物的生长情况。传统土壤湿度的监测存在一定不足，无法进行长期、大面积的土壤湿度动态化监测，而无人机搭载可见光，对图像的不同空间进行对比，进而对特性进行分析，明确分析方法，获得提高土壤湿度以及相关的信息系数，使模型建立更加准确，科学的监测土壤湿度。利用无人机对土壤湿度进行监测，其有很好的时效性，成本也比较低，携带便利，由于我国的地形种类丰富，地域辽阔，因此其实用价值是比较理想的。

3.5 外业调绘

该航拍在现场显示中使用内部和外部使用的方法。首先，在映射之前检查通过立体成像收集的数据;在映射期间，在现场检查内部解释和数据收集，更改并补偿错误和遗漏。添加不可能或不能精确组装的摄影图像元素，例如新功能，阴影功能和隐藏作品，在本次运行调查中，检测了新建住宅占用的占用农地的位置，并通过实际测量方法从运营区域中扣除。

3.6 其他领域

当前无人机技术在农业其他领域也有很好的应用，如在农业保险赔付中应用，能够使农业保险赔付中原本的时效性不足、勘察定损难等问题得到妥善的解决，使勘察工作的速度得到提高，并减少人力、物力的消耗，不仅能够保证效率，也能够使农田赔付勘察更加准确。在农村土地确权中应用无人机，能够取代有人飞机的航拍，减少人力、物力的消耗，使工作效率更高。在农业生产中，农场的管理规划也是重要的内容，使用无人机携带移动基站，收集大面积无线监测数据，能够使固定基站的建设支出得以减少[3]。

4 结语

在高标准基本农田建设项目中，通过应用VRS技术和航空摄影测量技术来进行项目现状图测绘，能够为项目规划设计提供更加精准和可靠的基础数据，而且实现了时间成本和经济成本的节约，能够为后期规划设计提供更加准确的计算数据。而且随着测绘技术在使用过程中的不断完善，在高标准基本农田建设过程中VRS技术和航空摄影测量技术的应用也必然会越来越广泛。