航空摄影测量技术在高标准基本农田建设项目中的应用研究

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  摘要高标准基本农田建设是我国“十二五”土地整治的重要目标,是提高耕地质量的重要措施。高标准基本农田建设项目要求质量高,时间紧,如何在短时间内完成规划设计工作是困扰设计单位的重要难题,尤其是项目区现状图的测绘和踏勘工作往往会消耗大量的时间。该研究介绍了高标准基本农田建设项目的地形图测绘要求,并详细探讨了航空摄影测量方法在重大土地整治项目中的应用。
  关键词航空摄影测量;高标准基本农田建设;现状图
  中图分类号S126文献标识码
  A文章编号0517-6611(2015)24-389-04
  作者简介刘永雷(1983- ),男,河北石家庄人,工程师,硕士,从事土地资源管理与土地利用规划研究。
  收稿日期20150716
  高标准基本农田建设作为我国“十二五”土地整治的重要目标,是指一定时期内,通过土地整治建设形成的集中连片、设施配套、高产稳产、生态良好、抗灾能力强,与现代农业生产和经营方式相适应的基本农田[1]。高标准基本农田建设项目现状图要求能反映项目区的土地利用现状与显示出项目区的地形地貌,以满足高标准基本农田建设项目的可行性研究和规划设计需要的图纸及其电子文件。高标准基本农田建设项目的规划设计工作存在时间紧、任务重等困难,尤其是现状地形图的测绘工作需要大量的时间来完成。如何快速、准确地测绘出项目区的现状图是困扰规划设计单位的一大难题。
  在试验区高标准基本农田建设项目的现状图测绘工作中,低空摄影测量技术得到了很好的应用推广,取得了较好的社会效益和经济效益,节约了时间和成本,为项目设计高质量的完成提供了保障。综上所述,笔者结合试验区高标准基本农田建设项目现状图测绘要求,探讨航空摄影测量技术在高标准基本农田建设项目中的应用。
  1高标准基本农田建设项目规划设计的内容和现状图的测绘要求
  高标准基本农田建设项目现状图要求能反映项目区的土地利用现状并显示出项目区的地形地貌,以满足高标准基本农田建设项目的可行性研究和规划设计的图纸及其电子文件需要。项目区现状图是以项目区地形图为基础进行编辑获得,地形图测量的准确性直接关系到规划设计方案和工程设计的准确性。高质量的地形图为地类统计、土地权属调整等工作提供可靠的权属界线和各种地类界线的平面位置或面积,同时能够为项目施工布置和工程要素的放样和检查提供施工依据,以及项目的竣工验收测量提供依据。高标准基本农田建设项目测绘主要包括以下要求。
  1.1坐标系统及成图精度
  1.1.1坐标系统。平面采用1980西安坐标系,高程系统采用1985国家高程基准。投影采用高斯-克吕格投影,按3°分带。
  1.1.2地形、困难类别和成图比例尺。测区大部分地区坡度在2°~15°之间,地形类别属平地、丘陵地,成图图幅困难类别属Ⅲ类。项目区成图比例尺为1∶2 000,基本等高距1 m。
  1.1.3成图精度。1∶2 000现状图上地物点相对于邻近野外控制点的平面中误差,平地、丘陵地不大于图上±0.6 mm;山地不大于图上±0.8 mm。困难地区(如林区、阴影覆盖区、隐蔽区等)的平面中误差可按规定放宽1/2,以中误差的2倍为最大误差。1∶2 000现状图上高程注记点相对邻近野外控制点的高程中误差:平地不大于±0.4 m,丘陵地不大于±0.5 m。等高线高程中误差平地不大于±0.5 m,丘陵地不大于±0.7 m。困难地区(如林区、阴影覆盖区、隐蔽区等)的高程中误差可按规定放宽1/2,以中误差的2倍为最大误差。
  1.2要素测绘
  项目现状图应表示测量控制点、居民地和垣栅、工矿建(构)筑物及其他设施、交通及附属设施、管线及附属设施、水系及附属设施、境界、地貌和土质、植被等各项地物、地貌要素,土地整理专题要素,以及地理名称注记等[2]。
  1.2.1土地利用要素测绘。
  (1) 土地权属界线测绘。项目区内土地权属界线必须实测并标注清楚,要求标注到最末级所有权主体。
  (2)各地类及地类界线测绘。按《第二次全国土地调查技术规程》的要求测绘各地类,并绘制界线,各地类界线必须封闭。
  (3)田块测绘。梯田坎的宽度在地形图上大于2 mm时,应实测坡脚;小于2 mm时,可量注比高。水田以田埂为界,测注田面高程,当田埂宽在地形图上小于1 mm时,可用单线表示[2]。
  1.2.2水利、水源设施测绘要素。
  (1)依比例尺测注现状渠(沟)的位置、长度、宽度(当图上为单线时,要在沟渠旁注明其实际宽度)、深度(每隔30 m至少测注一个渠(或沟)底的高程,渠(或沟)的转弯处必须测注一个高程),并标注其材质、流向。
  (2)涵洞应测注洞底高程,并标示涵洞的宽度及高度(即孔径)。
  (3)对项目区的灌溉和排水起重要作用的水闸,应准确在图上定位,并测注水闸的坝面高程及水闸的宽与高。
  (4)灌排泵站应在图上准确定位,并测注出水管高程,标注泵站功率等参数。
  (5)测绘项目区内的塘、拦河坝、水库等水源工程,测注坝(堤)顶高程和坝(堤)脚高程,水塘应测注塘顶边高程,并标注其最高、最低及平均水位和灌溉渠首水位(或高程),水井应测注井台高程。
  (6)拟建塘、拦河坝、水库等工程选址处应加密施测高程点或测绘大比例尺地形图以满足高程施工要求。
  (7)排水涉及到的沟、湖泊、外河等,需要标注河岸和沟岸高程,最高、最低及平均水位等。
  (8)流经项目区内的河道两岸有防洪堤的,应测注防洪堤堤顶高程[2]。
  1.2.3道路工程及管线地物测绘要素。
  (1)依比例尺测绘项目区内的主要道路,沿主要道路中心线每40 m注记路面高程,并标注道路的等级、建设标准,图上为单线表示的道路应注记其宽度。   (2)准确标注项目区内桥梁的位置,并标注桥梁的宽度、建筑材料。
  (3)测绘项目区的电力线路及附近变电站。电力线路应区分高低压线线路并注明电压等级,标注项目区附近可利用的变电站及相关参数。
  (4)测绘项目区内的光缆及其他地下管线,并标注其埋深。
  (5)测绘项目区内的行道树,施测其范围并标注植被的类别。
  1.2.4拆迁工程测绘要素。
  (1)项目区内设计拆迁的居民点、井窖、坟等建(构)筑物要确定其位置、面积、权属。
  (2)涉及拆迁的居民点,标注居民区内需拆迁的建筑物外围高程。不涉及拆迁的居民点(含村旁林及村旁附属零星地物)可只施测外围,内部标注村庄名称,对于居民点地类界外分散的房屋应逐个测绘,居民区内与项目区有关的沟、渠、路、桥、水系等应测注。
  1.2.5疏浚工程测绘要素。
  (1)测深点的密度以能显示出水下地形特征为原则,一般间距为图上1~3 cm。河道纵向稍稀,横向稍密,中间可稍稀,岸边应加密,对于水工建筑物的施工区应适当加密。
  (2)测深点的高程(测深)中误差应不大于0.2 m。测深点平面位置中误差,不应大于图上1.5 mm。在流速大的地区,可放宽至2~3 mm。
  2航空摄影测量技术路线
  摄影测量与遥感是从非接触成像和其他传感器系统,通过记录、量测、分析与表达等处理,获取地球及其环境和其他物体可靠信息的工艺、科学和技术[3]。航空摄影测量是指在飞机上用航摄仪器对地面连续摄取像片,结合地面控制点测量、调绘和立体测绘等步骤,绘制出地形图的作业方式。航空摄影测量是摄影测量的一种作业方式,是一种高技术含量的遥感测绘方法。当一个地区或测区面积很大时,传统的地面测绘手段不能适应测绘行业的时效性要求,此时就必须利用航空摄影机在空中摄取地面的影像,通过外业判读,在内业建立地面模型,再通过计算机用绘图软件在模型上测量,直接获得数字地形图。
  43卷24期刘永雷等航空摄影测量技术在高标准基本农田建设项目中的应用研究
  试验区高标准基本农田建设项目航摄范围航空摄影面积29.7 km2 ,要求影像地面分辨率(GSD)为0.15 m,像控点地标布设、测量28.3 km2,1∶2 000空中三角测量28.3 km2。1:2000航测数据采集28.3 km2。成图方法采用航片数字化成图。在基础控制测量基础上,由专业航摄单位,按1∶2 000比例尺成图要求进行航空摄影;航测外业进行像片控制点连测;调绘采用像片放大片全要素,全野外调绘;航测内业利用航摄资料、相机文件、外业像控资料进行全自动空三加密,获取空三加密成果,在全数字摄影测量工作站上建立立体模型,参照外业调绘资料进行立体测图,然后通过数字化编辑生成试验区高标准基本农田建设项目1∶2 000现状地形图数据。技术路线如图1所示。
  3航空摄影测量成图工作流程
  3.1航空摄影
  利用中国测绘研究院轻型飞机航空摄影系统获取了试验测区影像地面分辨率(GSD)为0.15 m的航空影像数据1 590张,文件格式为*.tif,摄影面积约36.5 km2,共分25条航线。
  3.2基础控制测量
  平面基础控制测量采用GPS静态定位观测方法进行,平面基础控制测量等级为GPS E级网点精度, 1980西安坐标系点位平面最弱点点位中误差不得大于5 cm,最弱边相对中误差不得大于1/40 000;高程测量采用直接水准方法,仪器采用不低于DS3电子水准仪,高程测量等级为四等水准,每公里偶然中误差不得大于±5 mm,全中误差不得大于±10 mm。所有GPS点的高程均进行四等水准连测。
  3.3影像控制点布设
  像片控制点以(下简称像控点),依据航摄分区、航摄比例尺、成图地形类别等因素,平高控制点按区域网、航线网布设,高程控制点按高山地、山地、丘陵地按航线网、平地按全野外布设。
  平面控制点、平高控制点相对邻近基础控制点的平面位置中误差不应超过图上±0.1 mm。高程控制点和平高控制点对最近基础控制点的高程中误差不应超过1/10基本等高距。
  3.4像控点联测
  像片控制点连测应起闭于GPS、水准点
  的基础控制点上,基础控制点在确定其位置正确后方可使
  用,发现有疑问的点禁止使用。像片控制点平面位置联测采用GPS静态测量方法,像控点的高程采用GPS静态测量方法。
  3.5空三加密
  3.5.1选点的要求。
  (1)同一张像片上的3个模型连接点应在过主点且垂直于方位线的直线与旁向重叠的交点1 cm范围内选取,每像对6个模型连接点连线所成图形尽量成矩形。
  (2)主点附近的模型连接点一般应选在距离像主点1 cm范围内的明显点上,选点困难时可放宽至1.5 cm。
  (3)沿河道、山谷布设的航线选点时应注意使上中下3个模型点之间的高差接近,以免出现相对定向的不定性。
  (4)自有图边的模型点应选在测图范围线以外。
  3.5.2加密平差技术要求。
  (1)采用JX4全数字测量系统系统中的GXPAAT自动空中三角测量系统进行空三加密。
  (2)根据航摄鉴定表提供的参数建立相机文件。
  (3)根据外业像控点成果建立像控点文件。
  (4)根据外业像控点布点图划分内业加密网。
  (5)选取航带模型连接点。
  (6)对整网进行相对定向,消除各点上超限的上下视差和左右视差,直至像对定向精度符合设计精度要求。
  (7)对网先进行多项式平差,在符合精度要求后再进行光束法平差,查看平差报告,查找并修改超限项,直至符合设计精度要求。   (8)在网平差各项精度指标均达到设计精度要求后,输出平差结果,提供给下一工序使用。
  3.6野外调绘
  根据高标准基本农田项目现状1∶2 000测图的要求,项目区调绘基本要求如下:调绘应判读正确,描绘清楚,代码、图式符号运用正确恰当,各种注记准确无误。项目区域的道路、沟渠、管线是调绘重点要素之一,不应遗漏。现状图的面状要素原则依据《土地利用现状分类》(GB/T21010-2007)编码,按二级分类绘出范围。
  调绘片采用放大片,放大片比例尺一般约为成图比例尺的1.5倍。调绘片一般采用隔号片,调绘面积线一般不应分割居民地、工矿企业、平行线状地物。调绘面积线自由图边用红色,其他用蓝色表示。设计范围以外调绘面积线按自由图边处理,调出范围线4 mm,调绘片之间不得产生漏洞。调绘片的整饰以像片字头方向定义为“正北方向”,调绘片字头、清绘符号、字体方向以“正北方向”按图式执行。调绘片标注“分区号(1位)航线号(2位)像片号(后4位)”调绘面积线四周注明接边片号。自由图边应有检查者签名,接边像片应有接边者、检查者签名,调绘片右下方应有调绘者、检查者签名,注明调绘日期。
  像片调绘采用先内后外方法。对像片各种明显的、依比例尺的地物,只作定性数量描述,内业以立体模型为准。调绘片清绘采用红、棕、绿、蓝、黑5色清绘。红色用于地类界简化符号,不依比例尺符号,自由图边,宽度、交会截距距离注记、片外注记等;棕色用于地貌及相应名称、比高注记;绿色用于水系及相应名称注记;蓝色用于调绘面积接边线;其余用黑色。
  影像模糊、阴影遮盖的地物,应在调绘片上用交会法、截距法等以明显地物点为起始点补调,当大面积地物补调上述方法保证不了成图精度时,应用解析法、交会法、截距法等进行补测。补测像片上用红色虚线绘出补测范围,另附补测略图供内业描绘。摄影后消失的地物在调绘片上用红色“×”划去。范围较大时可用红色虚线绘出范围注明已拆。
  各种建筑物符号均绘在顶部,投影差由内业改正。当投影差过大,阴影部分压盖地物时,外业应作相应补测。各种坎、冲沟、路、堑等比高深度在2 m以内由外业调注,2 m以上由内业测注,但立体影像不清时,仍由外业调注。
  3.7全数字全要素立体采集
  在全数字摄影测量工作站下进行三维全要素立体采集时,以外业调绘资料为依据,进行全要素立体切准采集。采集应遵循外业定性内业定位的原则,当内业立体观察发现与外业调绘表示不符时,在确认外业调绘表示错误时,依内业立体判读为准采集。
  内业要素采集一般遵循以下顺序:测量控制点导入→水系→交通→居民地→管线、工矿、公共设施→地貌→境界→地类→土质。测注的高程点应注意与附近埋石控制点检核修正。
  3.8数字化编图
  数字化制图采用编图软件分层,将地形要素与土地分类要素编辑在同一图面,现状地形图编辑要严格按照前文对要素测绘的要求进行编辑整式,形成1∶2 000现状地形图。
  4航空摄影测量方法与全野外测图方法的比较
  航空摄影测量方法与全野外测图方法的指标比较见表1。由表1可知,与全野外测图方法相比,航空摄影测量方法
  具有以下优点。
  4.1成图时间短,节约成本
  采用航空摄影测量方式进行高标准基本农田地形图测量与传统地形图测量方式比较,大大节约了测绘时间成本,提高了成图速率,为项目规划设计提供了充足的时间。
  4.2信息丰富,形象直观利用航空摄影测量的高分辨率影像图结合地形图进行高标准基本农田踏勘工作和内业设计工作,可以减少踏勘工作量,也可以给设计人员提供最直接的直观信息,形象生动。
  4.3测量成果精度高,分布均匀
  航空摄影测量成图精度高,且分布均匀,不受地形的限制,为后期规划设计中的土方量计算、纵断面绘制、淹没区预测等提供更加详实、准确的数据。
  5结语
  通过航空摄影测量技术方法在试验区高标准基本农田建设项目现状图的应用和研究,说明航空摄影测量技术在高标准基本农田项目现状图测绘中的的可操作性较强。航空摄影为高标准基本农田建设项目规划设计工作提供了详实可靠的基础数据,大大节约了时间成本和经济成本,为后期规划设计中土方量计算、纵断面绘制、淹没区预测等提供了更加准确的计算数据。随着航空摄影测量技术的不断进步,航空摄影测量方法将会在高标准基本农田建设中得到更广泛的应用。
  参考文献
  [1] 国土资源部土地整治中心.高标准基本农田建设标准:TD/T1033-2012[S].北京:中国标准出版社,2012.
  [2] 国家测绘局测绘标准化研究所.1:500 1:1000 1:2000地形图航空摄影测量外业规范:GB/T 7931-2008[S].北京:中国标准出版社,2008.
  [3] 邓国庆,肖学年,王占宏,等.数字航空摄影测量 空中三角测量规范:GB/T 23236-2009[S].北京:中国标准出版社,2012.
  [4] 湖南省土地开发整理储备中心,湖南省测绘科技研究所.湖南省土地开发整理项目测绘技术规范(试行)[S].2007.
  [5] 张剑清,潘励,王树根.摄影测量学[M].武汉:武汉大学出版社,2008.
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