无人机低空摄影测量技术在乡村规划中的应用

测绘测量

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无人机低空摄影测量技术在乡村规划中的应用

肖 华，陈 玲

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（1.山西工程职业学院，山西 太原 030009；2.山西省煤炭地质资源环境调查院，山西 太原 030006）摘要：建设美丽乡村，必须做好乡村规划工作，而规划所需要的基础测绘信息数据量大，传统的测绘方法受地形、经费、精度等影响，在乡村规划中应用较少。无人机低空遥感技术由于其成本低，精度高，效率高，现势性好，成为乡村规划最常用的数据获取方法。经过处理后的数据能够生成DOM、DEM和DLG，为乡村规划提供很好的数据基础。同时，经过处理后的遥感影像数据能够生成三维实景模型，保证规划的科学性、合理性和可操作性。关键词：无人机；低空遥感；乡村规划中图分类号：P237 文 献标识码：A文章编号：2096-7519（2019）06-84-21 引言

2018年1月，《中共中央、国务院关于实施乡村振兴战略的意见》中提出了“到2050年，乡村全面振兴，农业强、农村美、农民富全面实现”的奋斗目标，农村美不美成为衡量乡村是否实现全面振兴的重要标准。由于现有的乡村建设无规划，导致农村土地利用率不高，耕地破坏严重。要建设美丽乡村，必须做好乡村规划工作，这就需要大量的测绘数据作为依据。传统的数据获取手段是人工测绘加野外调绘，周期长，成本高。而利用遥感技术，可以快速地获得大量的数据，无人机低空遥感技术作为新型的技术手段，成本低，精度高，效率高，现势性好，为乡村规划提供了很好的数据基础。

3.2 数据采集

城乡规划前期主要涉及的数据及材料包括不同比例尺的地形图、现场调研影像资料与相关自然、经济社会等数据[1]。利用无人机低空遥感，可以获得地形图、正射影像等数据。

在进行无人机航空摄影测量之前，需要提前掌握项目区天气状况，避开雨、雷、大风等恶劣天气，确保飞行的安全及数据的可靠。然后根据项目区大小，进行航线设计，航高200m，分辨率为5cm，影像重叠度设置为航向重叠率为75%、旁向重叠率为60%。

地面像控点的布设采用区域布点法，这种布点方式，只需要少量的野外控制点，可以有效地减少工作量，提高效率，是目前航空摄影野外像控点测量常用的布点方案。像控点的布设是否合理，直接影响到后期数据处理的精度，所以合理的布置像控点是数据获取的关键。本次测量是在项目区周围布设了一定数量的像控点，在地形变化较大的地方适当地布设一些像控点，在项目区内尽量均匀地布设，保证每个架次至少有5个像控点。所有像控点均为平高控制点。选择起飞点时尽量选择项目区最高点，减少因地形起伏引起的高差变形。

在获得数据后要进行数据质量检查，剔除分辨率不够和畸变太大的数据，为下一步数据处理打好基础。3.3 数据处理

本次数据处理，根据项目要求，采用分辨率高的影像数据一体化系统软件PixelGrid。首先对影像数据进行初始化处理，即在没有任何地面辅助测量的计算下，软件根据航片自身所记录的RGB信息，对物体进行空间融合计算的过程。初始化处理后，要根据像控点对影像进行匹配计算，

2 项目区概况

东南贾村隶属于山西省原平市子干乡，位于原平市东南部，东南贾村地处温带大陆性气候带，冬季寒冷，多西北风，少雪；春季气温回升快，昼夜温差较大，雨少风大；夏季炎热、多雨；秋季气温渐降，雨量减少，温凉宜人，多晴朗天气，光照比较充足。主导风向，春、秋、冬季为西南风，夏季多为东北风，能满足冬小麦、棉花及大秋作物生育期对热量的需求。

3 数据采集与数据处理

3.1 无人机系统的组成

无人机低空摄影系统主要由以下3部分组成：硬件系统、软件系统和通讯系统。硬件系统又可以分为机载系统和地面监控系统。软件系统有：飞行任务规划系统、地面监控系统、遥感图像处理系统、GIS系统等。通讯系统有：卫星通信系统、无线网络通信系统、微波数据传输系统等。

作者简介：肖华（1984—），男，山东枣庄人 ，讲师，硕士，毕业于太原理工大学地图制图学与地理信息工程专业，主要从事遥感、地理信息等研究及教学相关工作。（邮箱）254118975@qq.com再利用影像的重叠率，进行空中三角测量，然后进行点云密度处理，并建立数字高程模型，同时生成DOM和DEM，等高线的DLG数据。

由于树木、高楼等地物的影响，由软件直接生成的DEM和DLG存在误差，所以需要人工处理，尽可能地消除这些误差。主要采用EPS软件，建立数字地面模型DSM，对高程点进行重新采集，再利用采集的高程点重新生成等高线和DEM，并在DOM影像上对地物进行采集，最终生成项目区的DOM、DEM、DLG数据，比例尺为1:2000。

4 村庄规划

4.1 村庄现状分析

东南贾村村庄居民点总面积约71.33公顷。东南贾村现有1114户，人口2825人。村内有村委会、小学、生活超市、文化广场等公共设施。村庄路况整体较好，大部分道路已硬化。供水为集中供水，能够满足村民日常生活所需。村庄用地现状以住宅用地及混合式住宅用地为主，建设用地可满足需要。村庄村民居住以独立的院落形式为主，家家户户有自己的住房、院落，但居住条件一般，部分住房建筑质量较差。

村庄存在的主要问题是可建设土地较少，建设用地不集约，浪费较严重。基本农田和一般农田所占比例较少，人均可耕用地较少。村庄可发展用地少，宅基地占地较大，导致绿地及其他用地指标下降，这种状况将影响村庄的健康发展，不利于社会主义新农村的建设。公共服务设施配套品质普遍不高，面积不足。生活垃圾缺乏管理，闲置空地内和坑道内垃圾较多，严重影响了村镇的环境卫生质量。道路两侧绿化品质不高、垃圾随意倾倒等现象严重。4.2 村庄具体规划

东南贾村规划以发展现代农业为主，将现代农业与休闲产业相结合，打造“生态农业+田园生态居住”为特色的田园综合体，将村庄建设成为农林乐园、花园式村庄，建设成集现代农业、居住于一体的综合型美丽乡村。

村庄现状建设用地包括村庄产业用地和村庄居民点用地，共计71.33公顷。现状产业用地为工矿用地，目前多为闲置状态，随着村庄生态建设规划期内会将闲置产业用地进行生态恢复，建筑用地指标用以增减挂钩。

在居民点规划时，不会对东南贾村民点用地情况进行大的调整。根据村庄运输产业发展需求，沿主干道增加一定的村庄商贸服务业设施用地，对一些住宅用地划定为混合式住宅用地。

近期建设规划充分考虑村庄的实际情况，以完善村庄最迫切需要解决的基础设施和公共服务设施为主，重点建设项目包括村庄道路整治、村庄绿化、公共服务设施完善等项目，整合闲置废弃院落，改善民生，实现核心突破。

本规划基于无人机低空遥感所获得的正射影像图上进

华北自然资源论文

Huabei Natural Resources085

行，数据现势性好，准确率高，地物信息全，同时，在规划时可以利用DEM和DOM建立三维实景模型，减少外业工作量。利用三维实景模型能够多角度呈现村庄实景，便于和村民沟通，更好地征求各方意见，保证规划的科学性、合理性和可操作性。

图1 村庄用地规划图

图2 村庄总体布局图5 结论

本研究利用无人机低空遥感获取了东南贾村的高分辨率遥感影像图，经过摄影测量数据处理以后，获得了项目区的DOM、DEM和DLG数据，在此基础上对东南贾村进行了乡村规划。东南贾村东部地形复杂，利用无人机不仅大大减少了人力物力，节约了时间和成本，而且可以迅速地获得现势性好、精度高的遥感数据。同时基于正射图及村庄鸟瞰图，让村民对村庄认识更加直观，更加方便收录村民对村庄的建设意见[2]。但是，对于数据量大的区域，无人机由于电池问题，不能一次性获得大面积影像数据，受软件和硬件的制约，不能对庞大的数据进行一次性快速处理。

参考文献：

[1] 金 锋淑,朱京海,李岩.“无人机+”时代城乡规划探索[A]. 2 017城市发展与规划论文集[C],2017:1-6.[2] 陈竹安,施陈敬,冯祥瑞,等.低空多旋翼无人机航测在 秀美乡村规划建设中的应用[J].测绘通报,2019(8): 144-148.