测绘技术在美丽乡村规划中的应用研究

周 军

（玉林市不动产登记中心，广西玉林 537000）

0 引言

建设美丽乡村是新时期重要的发展战略，要求在国家带领下提升规划水平，实现民主管理、村容整洁、乡风文明、生产发展等目标。实践证明，应用测绘技术能更好地开展美丽乡村规划建设活动，主要源于使用多种测绘手段能测定乡村空间位置、设施形状等信息，还能把这些信息体现在各类地图中，这些地图可以为美丽乡村规划建设给予支持。有些乡村存在测绘技术水平较低的问题，出现了测绘不到位的情况，并不利于乡村规划与发展。基于此，为了能提高美丽乡村规划建设综合质量，探析测绘技术应用策略显得尤为重要。

1 概述测绘技术在美丽乡村规划中的应用

美丽乡村规划建设需要用到大量的土地资源，土地资源有限，不能随意滥用，只有了解土地现况，才能科学规划，为乡村基础设施建设、耕地保护和粮食安全等工作贯彻落实提供有利条件。应用测绘技术有利于提升美丽乡村规划水平，主要体现在以下几个方面：第一，广泛占有与乡村有关的空间数据，解决仅凭经验完成乡村规划任务的问题，增强乡村规划的客观性、实时性；第二，利用测绘技术提高地籍管理的有效性，确保土地确权公正、科学、合法，这不仅能维护农村居民的权力，还能助其在土地占用的过程中化解纠纷并获取经济效益；第三，通过测绘了解乡村土地的实际情况以及耕地“非粮化”“非农化”的突出问题，关注田地、基础设施用地、居住用地、森林等地块之间的关系，在此基础上，探索农田连片规划出路，解决农村田地零星分布、不利于管理、生产力较弱等问题，追求“藏粮于地”的效果，稳步拓展农业生产空间，提高农业综合生产能力，进而助力乡村农业科学发展；第四，利用测绘技术可以了解到地形地貌以及乡村空间状态，努力寻求生态保护和修复的最佳方案，达到实现山、水、湖、湿、林、草、沙、田一体化治理的目标，有效保护乡村生态，进而协调好乡村规划建设与生态保护之间的关系，加快构建人与自然和谐共生的现代化环境；第五，城乡协同发展属于美丽乡村规划建设的发力点之一，通过测绘能更好地剖析城乡接合部，一方面厘清边界，另一方面探索城乡融合的可能性，这可助力城市资源涌入乡村，满足美丽乡村建设对土地、人力等要素的需求[1]。

2 在美丽乡村规划中测绘技术的应用策略

2.1 应用航空摄影测量技术实现“一村一图”测绘目标

航空摄影测量技术主要是指在飞行装备上装载摄影器材，利用摄影器材获取信息，并将这些信息汇聚到一起生成多类地图，用以支持美丽乡村规划。航空摄影测量技术作业流程可大致分为四部分：一是航摄准备。根据乡村规划建设实际情况申请空域，因地制宜规设航线，还要检测好装备，通过测试检测系统，并调节各类参数，确保航摄精准、高效、全面。二是航空摄影。专职人员依据审核通过的航摄方案展开测量工作，用机载装备获取、记录、传导数据。三是数据处理。信息系统能在接收航摄数据的同时直接予以处理并得到多种影像，专职人员要查验数据，发现遗漏、错误的地方，并尽快进行调绘补测，使数据更加精准、完整，同时误差可控，确保采集所得地形数据能用来制作正射影像图。四是成果提交。利用检查、修补、纠正过的数据得到若干成果，如高程模型、正射影像、线画图等，这些成果可满足美丽乡村规划需求。

为了能更好地使用航空摄影测量技术完成“一村一图”测绘任务，专职人员要关注以下几个方面：第一，了解乡村，对其地理位置、作业条件等方面能做到心中有数。第二，合理布设像控点，通常情况下，专职人员要在测区探寻明显地物拐角点、线状地物交点，在测区无遮挡的地区涂刷记号，如沙漏形记号、“十字”记号、“L”形记号等，还要在测区安置固定标记物面板，在确定好控制点后要拍摄一些照片，以便业内人员刺点与找点。实践证明，像控点的多少与空三解算是否精准有关，像控点越多，解算精度越高。虽然像控点越多越好，但在测绘中要考虑成本问题，应根据乡村测绘区域的面积科学选点。第三，无人机航飞，选择轻便、精度较高且适宜单独作业的设备，同时设备拆装便捷，无需线缆连接，系统运行精度达厘米级，飞行姿态稳定且极为安全。根据“一村一图”测绘需求调节指标，如最大航高、倾斜模块、测控半径、最长航时、最大起飞海拔等。在开阔区域设置起降场，保障该区域无信号干扰且无较多的遮挡物，依据内业划分区域外扩百米左右并设定飞行范围，在良好天气落实外业航飞目标。对于面积较大的农村可划分多个区域，建设若干航飞小组，提高测绘效率。第四，建模，使用数字软件建设实景模型，其间要整理采集到的数据，包括相片数据、像控点数据等，要在相片正确位置体现出像控点数据，各个视角均有一些相片予以展示，在像控点数据、相片关联完毕后，软件能自动匹配影像，构建不规则三角网，亦可映射纹理，依据测绘要求导出数据成果。第五，采集内业数据，在外业辅助、内业为主的基本原则驱动下完成底图数据调查任务，使用数字软件内业测图，除了一些被杂物、树木等遮蔽的地区需外业勘查核实及补测以外，多数测绘工作目标可在内业落实。第六，外业调查，在得到测图后使用内业房地一体处理系统针对数据加大拓扑检查、逻辑检查的力度，修改或通过检查的数据分批共享至外业调查端，用以满足地籍权属调查、房屋修补测量、房屋精度核实等工作的需求，重点核查房屋结构、权属来源、权利人、规划用途、实际面积、年份等信息，为村庄规划、拆迁、违建核查给予支持，进而利用“一村一图”提高美丽乡村规划建设的有效性[2]。

2.2 在测绘过程中应用3S技术

3S技术有着集成性，集成对象为GPS技术、GIS技术以及RS技术，应用3S技术可达到全方位、高精度、全天候定位、导航、地理模型分析、判断探测物等目的，基于此可满足美丽乡村规划过程中的测绘需求。

专职人员应用GPS技术能构建全领域、全球性、全方位导航系统，该系统还具有连续、实时等优势，可提升乡村信息采集水平，基于卫星通信技术反馈乡村空间信息，因为信息采集鲜少受外因干扰，所以信息不受时段影响且稳定性较强，能全时段实现定位测量目标。定位测量时，要立足乡村计算坐标参数，以免影响到测绘的精度。在乡村通过实地踏勘选址设立基站，根据应用范围选择定位模式，可用静态相对定位技术规设测量控制网，在采集数据前需用2台或2台以上的装备接收信号，装备位于不同的检测点，同时观测卫星，观测时长超45 min，联系等高节点规范建设测量控制网，为的是实现同步测量节点坐标的目标，进而提高测量效率，确保测绘结果精确。在规设测绘控制网的进程中，需位于测区中部选择开阔地域设置检测点，并安装设备，用以连续观测各点。在乡村规划中，测绘人员要对界址点、图根点等位置加以定位，其间可运用动态定位手段，将接收装备安装在基站内，针对GPS卫星展开不间断观测活动，利用无线电把数据输送至观测站，用以及时显现并算出三维坐标。测绘人员在调查乡村区域状态时，可将E级或D级控制网与相对定位技术关联在一起，运用GPS技术完成乡村土地利用实况调查任务。在乡村测绘时要率先调查测绘位置以及周围的地势，依据地势选定观测点及各点间距，规避障碍物，优化观测效果，满足测绘需求[3]。

在乡村测绘时可用RS技术解决空间信息汇聚、共享、处理、运用等难题。在乡村外层空间或高空接收电磁场信息，用以分析地表目标物，其间还要用到远程传输技术、扫描处理技术、数据分析技术等，最终识别目标物，在了解目标物分布规律、属性等信息的条件下开展美丽乡村规划工作。在航空设备上搭载遥感器获取地面信息的技术为航空遥感，利用航天器探测地物的技术则为航天遥感，这两种技术手段均能探测地表目标物，在探测速度、范围与高度等方面存在差异，联合运用这两种技术能得到更加全面的探测结论，满足乡村测绘需求，还能在乡村规划、地籍调查、农业灾害监测等领域发挥作用。卫星能帮助遥感器传输、接收信号，使用数据分析技术就可以针对遥感器获取的信息加以综合化处理，进而立足乡村构建地形图。相较于以往的图像测绘手段，遥感测绘技术有着数据传输速度较快、探测空间较大、数据精度更高等优点，还能实时获取信息并尽快更新地形图，解决乡村规划图与实际不符的问题，规划人员能对乡村地表实物有更加客观、及时了解与判断。在应用RS技术测绘时磁场信息的干扰极小，基于此获取的信息精度较高，可实现高精度测绘的工作目标。在3S技术系统内，RS技术起到了传感的作用，可采集地表信息，GPS则有定位的价值，确保遥感所得数据符合测绘要求，同时数据可用GIS技术加以分析，提高乡村空间立体化测绘质量。

在乡村规划建设中要考虑到诸多因素，不仅需大范围地获取信息，还要对信息进行专业、全面、系统的处理，数据处理成效会影响乡村测绘的效果。实践证明，GIS技术相较于人力数据处理精度更高，可严控测绘偏差，为乡村规划建设提供有利的条件。为了使乡村规划有着可持续性，需从实际出发制定GIS数据处理标准，在转换矢量数据的进程中需要使用通用的GIS格式，海图图式、地形图航空摄影、航海图编绘、电子海图技术等标准有着规范性、统一性、健全性，为乡村空间数据综合处理提供依据，同时利用数据处理结果勘测定界、管理地籍、规划土地。在乡村土地综合管理进程中，专职人员可使用GIS技术、RS技术系统性剖析土地实况，第一时间掌握乡村土地变化规律、趋势、特点等信息，对今后乡村土地开发的风险加以预测，进而指导专职人员在充分保护乡村土地的条件下完成美丽乡村规划建设任务[4]。

2.3 在乡村规划建设中应用GNSS技术

现阶段中低空遥感、实地测量属于两种应用频率较高的测绘技术，前者容易受天气因素影响，后者人力成本较高，测算精度较差。因为美丽乡村规划需要保障土地基础信息准确无误，以免乡村空间规划受到制约，所以要从增强乡村空间规划数据时效性、精准性的角度出发应用GNSS技术落实测绘目标。基于GNSS的测绘系统由移动测量终端、控制服务器、基站、卫星等要素构成，卫星与基站联通，基站与控制服务器相连，信号接收与传输设备由光纤连接，移动测量终端、卫星、基站则为无线连接，在CPU、GPRS联通的基础上提高数据实时交互的效率，同时这些数据能传至信息系统并用来绘制各类地图，还可解决基站频繁移动、测绘范围较小、数据不准确等问题。

2.4 利用实景三维模型完成房地一体测绘任务

实景三维模型有着范围大、规模大、精细、全面、立体等特点，可为美丽乡村规划提供依据。房地一体测绘主要是指将房产测量、乡村地籍测量关联在一起，在空间参考统一、标准统一、成果展现形式统一的基础上完成测绘任务，同时满足不动产权籍调查、确权登记等需求。通过对建筑、景观、地面等要素的三维建模，将实景与规划信息合成，构建高效集成三维模拟平台，相互协调配合，利用实景三维模型的精确、直观优点，可以更好保障乡村居民的权益。常用实景三维建模技术有以下几个：一是人工建模，使用全站仪获取数据，利用SKetch Up、3DSMax等软件建模，以平面信息为基础，规设无纹理的立体模型，若想在模型内体现出事物的纹理则需将人工拍摄影像贴在模型上，该技术的缺点是效率低、成本高、工作量较大。二是航空摄影测量建模以及遥感建模，以影响快速匹配技术为支撑，通过半自动或手动技术采集影像数据，利用软件建造分辨率较低的三维模型，该技术的优点是成本低、覆盖范围广等，缺点为容易因遮挡问题而得到不够完整的数据，纹理数据处理成本较高，同时业内贴图效率较低。三是无人机航飞建模，在航飞设备上搭载摄影器材，利用3S技术捕获与处理定位信息，三维建模效率较高，地物纹理信息比较完整，分辨率较高。四是激光雷达测量建模，激光器面向地物发射光脉冲，在光脉冲反射后可得到地物信息，该技术能穿透植被，不可获得地物纹理信息，内业贴图难度较大，设备昂贵，适合在对精度有较高要求的测绘项目中应用。Wit3D一体机能满足测绘人员构建实景三维模型的需求，主要源于该设备能高效处理数据，在纹理映射、细节多层次展示、曲面重建、稠密匹配、区域网平差、生产表面模型、影像镶嵌等功能模块发挥作用的条件下得到实景三维模型，达成房地一体测绘目标。影响模型精度的因素有以下几个：一是倾斜摄影的质量；二是影像重叠度与分辨率；三是控制点的选择与排布。基于此，专职人员要尽量规避曝光过度、散焦、重影等情况，光照条件较好，尽量在中午阴影最小的时间段摄像，建议纵向与横向重叠度分别大于70%、60%，依据影像观测效果设置分辨率，相片边缘与控制点的距离要超过1 cm，无论是高程点，还是平面点，都应明显、清晰且可准确刺点[5]。

3 结语

综上所述，在美丽乡村规划建设中要有效地利用测绘技术，通过测绘了解乡村空间现况，以便因地制宜实现规划与建设目标。基于此，专职人员要善用数字技术解决测绘难题，保障测绘效率高、精准无误、成本较低。未来乡村规划中的测绘技术将朝着智慧化、便捷化、集成化的方向发展，继而更好地助力美丽乡村规划与发展。