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基于低空无人机航空摄影测量技术的国土空间生态修复规划研究

杨静

鄂尔多斯市自然资源局东胜区分局,鄂尔多斯市东胜区,017000

摘要: 国土空间生态修复规划是我国土地治理中的重要组成部分,在新时期高质量规划实践中,一方面需要根据国土空间生态修复规划的定位,做好省级、市级、县级等行政区域的规划方案研发设计,另一方面则应在技术赋能路径下,持续扩大对技术要素的配置比例。结合上述分析可以看出,低空无人机航空摄影测量技术系统构成复杂,特征鲜明,具体应用时要求做好技术质量控制与作业流程设置,确保其技术优势得到有效发挥。尤其的国土整治项目中,应从生态修复规划目标出发,做好外业测量与内业数据处理,提高测量成果的应用。本文主要分析基于低空无人机航空摄影测量技术的国土空间生态修复规划研究。
关键词: 低空无人机航空摄影测量技术;国土空间;生态修复规划
DOI:10.12721/ccn.2024.157321
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引言

进入新时代后,我国政府在顶层设计层面在国土空间规划方面,提出了内容完整的综合治理方案。自从确立习近平生态文明思想以来,进一步结合国土空间生态修复规划定位,要求省级国土空间生态修复规划实践中,结合国土空间总体规划等,做好专项规划工作,旨在通过对国土空间生态修复规划体系的完善,促进规划工作向着高质量方向发展。当前,正值“十四五”建设关键时期,需要结合技术赋能实践路径,持续加强对低空无人机航空摄影测量技术应用,提升其规划效果。

1、无人机遥感技术的应用优势

(1)操作简单,灵活,成本低,测绘范围广。无人机设备结构简单,使用重量较轻的碳纤维复合材料制作,维护保养费用比较低,所以测绘成本较低,飞行中不需要驾驶员,操作较简单,经过专业培训的人员都可以遥控操作。在执行飞行任务前,工作人员先根据监测区域情况,先设定合适的无人机飞行高度,航线及航线数,当需要提高测绘精度时,可以降低无人机飞行高度,所以比较灵活。无人机遥感技术还能扩大测绘范围,同时采用多架无人机对较大区域进行监测,利用光谱分析方法对监测信息进行分析,三维重建,确保监测结果更加符合当地实际情况。(2)兼容性较强。无人机遥感技术具有较强的技术兼容性,在设计时会兼容多种遥感程序,可以搭载多种设备,能够与多种测绘技术进行融合,获取地理空间更全面的数据信息,并确保完整性和精确性。当无人机在飞行中受到各种因素的影响时,无人机会随时将信息反馈给工作人员,工作人员会及时做出合理的调整,维持无人机飞行的稳定性,确保飞行数据的准确性。(3)测绘效率高,结果精准性高。因无人机体积较小,在进行大面积测量区域的监测工作时,可以设计较快的飞行速度和较高的飞行高度,采集大量的数据信息并自动对数据进行处理分析并进行三维建模,将实时监测到的数据及时传送到决策部门,提升了信息的处理速度,从而确保了测绘数据的时效性,保证工程项目及时处理和提前应对各种问题。无人机可以监测一些人工难以测量的地形较复杂且狭小的区域,不容易出现漏测,保证了数据的完整性。无人机遥感系统利用自带的数据处理系统代替人工对数据进行自动分析和处理,大大提高了数据检测的正确率,保证了数据结果的精准性。

2、无人机航空摄影测量技术的工作方式

无人机航摄技术是以搭载高清晰度数码航拍的轻型无人侦察机采集地区图像资料,以GPS为测区设置像控点,并在数字摄影测绘站进行工作,从而获得相关地区所需要的数据信息。无人机航摄测绘系统主要包括无人机、激光扫描仪、高性能数字航拍、红外扫描仪等,软件主要包括航线设计软件、数据处理软件等。在该系统中,航路规划软件起着举足轻重的作用,而航拍的方位和精确性则是由软件来确定的。在进行航拍飞行时,需要使用航路规划软件,通过待测区的地形、地面分辨率,数据精度和重叠程度,求出飞机的最优航高、航程间距等重要数据。

3、低空无人机航空摄影测量技术在国土空间生态修复规划中的应用

3.1作业流程与方法

首先,作业人员根据实际要求,对航线设计指标进行了明确与检查,并在此基础上结合测区范围、平均基准面高程对设计航线进行了优化处理。参数如下:(1)按照设计航高的1/6确定航摄区域的高度差。(2)A镇为500m,B镇为700m,测量重叠率在65%以上。(3)像片倾角在5°以内,旋偏角在15°以内,旁向重叠率在35%以上。其次,航摄前根据前期准备工作要求,选择了P700E型固定翼无人机与35mm定焦镜头数码相机,根据无人机平台上的搭载区域,将数码相机安装到确定位置。拧紧连接件后,通过人工移动方式对其灵活度进行检查,确认可以满足实际作业要求。本次航摄中设置的航空飞行相关参数如下:(1)续航时间:2.5h以上;(2)巡航速度平均值:900km/h;(3)有效荷载:5kg以下;(4)数码相机像素:3500万;(5)航摄任务标准:均匀、清晰、饱满。第三,在测量像控点设置方面,作业人员根据工作地图的实际要求,选择了航空摄影测量影像作为工作地图,具体通过拼接软件导出方式,获取正射影像图并对其加以应用。像控点的选择与测量,严格遵循1:1000地形图标准,应用全球定位方法获取。具体操作时,考虑到测量区域的存在山地地形特征,为了保障航摄路线的有效性,作业人员在选择主要航线时,选择了至少2条飞行线路。同时,在平高控制点分内布设置过程中,以每对像控制点为准,确保标准点位的精准性,间距标准要求设置在4条基线以内。

3.2设置无人机航空摄影监测体系

为了使无人机设计的测试技术能够在矿山资源的监控中得到充分运用,必须建立起一套无人机的空中摄影控制系统。无人机是这一技术的基础,它的飞行控制系统包括了地面远程和空中自动控制。无人机升空进入指定的飞行位置后,处于自动驾驶的无人机就会启用自动驾驶模式,并且在拍摄测量时可以任意改变两种控制模式。为了确保无人驾驶系统的控制效果,针对A型无人驾驶系统进行了开发,包括状态感知传感器、数据处理计算机和无线控制系统三个模块,它的主要功能是实现对无人飞行器的有效控制,包括人工控制、程序控制和自动控制三种模式。该模块可实时显示无人机的航向、方位、距离、功率等信息,并具备数据处理和图像显示等功能。这一部分的设计便于监控人员对无人机、照相设备的相关信息进行实时传送和发送,从而方便对数据的调用和处理。通过以上内容完成了无人机航摄系统的建设,其中,无线遥控系统负责发送地面操作人员的命令,地面远程控制系统负责接收和处理数据,从而保障了无人机的正常工作。

结束语

落实矿山无人驾驶监控计划,可以全面掌握矿山的总体实施状况,通过区域统计和地理空间分析,对矿山的储量进行动态评价。利用无人机航摄技术对矿山储量进行动态监测是可行的。无人机的优势在于它的灵活性和可操作性,可以克服地形的局限性,不会因为地形复杂而出现无法测量的情况,大大降低了探测的难度,缩短了监控耗时,提高了监控效率。无人机采集到的资料采用了空三加密技术,利用少量的控制点就可以获得更为精确的资料,而常规的测绘方式则是按比例进行测绘,需要耗费大量的人力和物力。

参考文献:

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