7月中旬以來，一群測(cè)繪人冒著酷暑、頂著烈日，在偏關(guān)縣1700平方公里的土地上，采用高科技新型無人機(jī)，通過無縫隙航攝獲取基礎(chǔ)測(cè)繪資料。截止到9月20日，他們的新型無人機(jī)降落170余架次，在氣候允許的條件下，以3秒∕張照片的速度，共獲取20余萬張航飛照片，并完成影像三維建模和1:1000內(nèi)業(yè)矢量測(cè)圖數(shù)據(jù)處理，探索出一條符合省情的新型基礎(chǔ)測(cè)繪轉(zhuǎn)型之路。
為什么要進(jìn)行基礎(chǔ)測(cè)繪工作？新型基礎(chǔ)測(cè)繪有啥亮點(diǎn)？新型無人機(jī)能給基礎(chǔ)測(cè)繪帶來哪些驚喜？近日，山西晚報(bào)記者來到偏關(guān)縣，跟隨山西省測(cè)繪地理信息院第二測(cè)繪院測(cè)繪人員，為您揭開新型基礎(chǔ)測(cè)繪的“面紗”。
新設(shè)備
“大鳥”“巨鳥”亮相測(cè)繪現(xiàn)場(chǎng)
9月8日，地處晉西北的偏關(guān)縣秋高氣爽。一大早，山西晚報(bào)記者跟隨測(cè)繪人員李偉一行，帶上新型測(cè)繪儀器垂直起降多旋翼無人機(jī)，來到位于萬家寨鎮(zhèn)萬家寨村——萬家寨水利樞紐的航攝區(qū)域。
“今天，航攝區(qū)域范圍約100平方公里，天氣預(yù)報(bào)顯示會(huì)有五到六級(jí)大風(fēng)，大家注意無人機(jī)的飛行狀況，確保飛行安全。”航攝現(xiàn)場(chǎng)，李偉和隊(duì)員們熟練地安裝好電池，檢查無人機(jī)及相機(jī)后，準(zhǔn)備起飛。
“今年4月，省自然資源廳確定忻州市偏關(guān)縣為我省2021年度中央邊遠(yuǎn)地區(qū)、少數(shù)民族地區(qū)基礎(chǔ)測(cè)繪專項(xiàng)補(bǔ)助對(duì)象，確定山西省測(cè)繪地理信息院為該項(xiàng)目的承擔(dān)單位，并啟動(dòng)偏關(guān)縣2021年度基礎(chǔ)測(cè)繪項(xiàng)目?！崩顐ソ榻B，該項(xiàng)目同時(shí)被列入我省2021年度新型基礎(chǔ)測(cè)繪首個(gè)試點(diǎn)項(xiàng)目。
萬家寨村海拔1000多米，入秋后風(fēng)比較大?！按篪B”機(jī)動(dòng)靈活，適合低空飛行，其特殊設(shè)計(jì)的保護(hù)結(jié)構(gòu)，可在惡劣環(huán)境下持續(xù)飛行。
“嗚嗚嗚……”幾分鐘后，伴隨著陣陣呼嘯聲，這臺(tái)長(zhǎng)1.6米、高0.7米的“大鳥”，以18米∕秒的速度，飛向100多米高的空中，并按照規(guī)劃的航線范圍開始工作航攝。“飛行員”薛磊頭戴寬大遮陽帽，通過手中的控制器精準(zhǔn)遙控著“大鳥”，仔細(xì)觀察其飛行情況。屏幕上，“大鳥”的飛行路線、飛行高度和拍攝照片張數(shù)清晰可見。
基礎(chǔ)測(cè)繪是國(guó)民經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)性工作，可以向全社會(huì)各類用戶提供統(tǒng)一、權(quán)威的空間定位基準(zhǔn)和基礎(chǔ)地理信息服務(wù)，具體包括：建立統(tǒng)一的測(cè)繪基準(zhǔn)和測(cè)繪系統(tǒng)，進(jìn)行基礎(chǔ)航空攝影，獲取基礎(chǔ)地理信息的遙感資料，測(cè)制和更新國(guó)家基本比例地圖、影像圖和數(shù)字化產(chǎn)品，建立、更新基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)。
除了“大鳥”外，李偉一行還攜帶了另一種秘密武器——垂直起降固定翼無人機(jī)，大家親切地稱它為“巨鳥”。寬4.2米、長(zhǎng)1.96米的“巨鳥”，因其大載量、長(zhǎng)航時(shí)、多功能、高精度、高效率的技術(shù)性能與廣泛的應(yīng)用價(jià)值，責(zé)無旁貸承擔(dān)起了高難度的航攝任務(wù)。
“通電！檢查飛機(jī)動(dòng)力插頭是否正常、機(jī)蓋是否緊鎖……”9月9日，明長(zhǎng)城遺址（萬家寨段），山西省測(cè)繪地理信息院第二測(cè)繪院測(cè)繪開發(fā)中心工程師李軍逵，緊盯著控制器，發(fā)出一聲聲“號(hào)令”。不遠(yuǎn)處，隊(duì)員小楊正配合指令，檢查著“巨鳥”的電池、卡扣。
20分鐘左右，“巨鳥”發(fā)出巨大聲響，以20米∕秒的速度直插云霄，并在高空1150米的指定位置開始作業(yè)。40多分鐘后，控制器顯示，高空出現(xiàn)7級(jí)大風(fēng)，“巨鳥”開始返航?！耙巴怙w行，最擔(dān)心刮風(fēng)下雨，有時(shí)地面風(fēng)力3級(jí)，空中風(fēng)力會(huì)達(dá)7級(jí)，甚至更高，影響無人機(jī)的正常拍攝。”李軍奎密切關(guān)注著顯示屏上的數(shù)據(jù)解釋說。
新方法
滿足三維建模要求助力基礎(chǔ)測(cè)繪
新型基礎(chǔ)測(cè)繪是以“基礎(chǔ)地理實(shí)體”為視角和對(duì)象，按“實(shí)體粒度和空間精度”開展測(cè)繪，構(gòu)建“基礎(chǔ)地理實(shí)體數(shù)據(jù)庫”，并按照需求組裝“4E標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品”（組合聚合實(shí)體集、無級(jí)化地圖表達(dá)、地形級(jí)實(shí)景三維、城市級(jí)實(shí)景三維）的基礎(chǔ)測(cè)繪新模式，比起傳統(tǒng)基礎(chǔ)測(cè)繪，在技術(shù)體系和方法、產(chǎn)品類型、服務(wù)方式等方面都有很大不同，是新時(shí)代條件下基礎(chǔ)測(cè)繪轉(zhuǎn)型發(fā)展的主要方向。
偏關(guān)縣地處黃河中上游，黃土丘陵區(qū)，最高處海拔1800多米，最低處海拔800多米。我省2008年-2022年集中建設(shè)的三個(gè)一號(hào)旅游公路，其中黃河一號(hào)旅游公路、長(zhǎng)城一號(hào)旅游公路貫穿該縣。
此次新型基礎(chǔ)測(cè)繪，新型無人機(jī)全程發(fā)揮作用，其采用三維激光掃描的新方法，360度無死角拍攝，可以獲取比傳統(tǒng)作業(yè)更為詳細(xì)的數(shù)據(jù)。
“新型無人機(jī)配備了1套6組鏡頭的高像素航攝像機(jī)，組合像素超1.5億像素，每組相機(jī)可航攝3000張照片，6臺(tái)相機(jī)就是1.8萬張影像照片?！崩顐ピ敿?xì)講解著，新型無人機(jī)不僅增加了航向數(shù)據(jù)的幅寬，又能兼顧前后傾斜，且相機(jī)間均有重疊，在1000米的高空也可獲取地面分辨率2厘米的影像，如井蓋、樹木、道路、房屋等都能通過航攝一一清晰呈現(xiàn)，為后期三維實(shí)景提供了翔實(shí)的數(shù)據(jù)。
按照要求，規(guī)定時(shí)間內(nèi)，測(cè)繪員需要在偏關(guān)1700平方公里的縣域，采用新型無人機(jī)航攝飛行平臺(tái)，搭載超寬視角數(shù)碼相機(jī)鏡頭，采集分辨率不低于0.2米的傾斜航攝影像。新型無人機(jī)的每次飛行，需要找準(zhǔn)合適的航攝起降點(diǎn)。7月中旬以來，李偉一行從早上7點(diǎn)多出發(fā)，到晚上7點(diǎn)多收隊(duì)，利用大約一周時(shí)間，先期走遍全縣10個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)261個(gè)行政村，尋找起降點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)無縫隙覆蓋的目標(biāo)。
每天結(jié)束緊張、枯燥的任務(wù)后，白色的“巨鳥”都要接受體檢。按照測(cè)繪安全作業(yè)規(guī)程，作業(yè)遷移及收工時(shí)，要認(rèn)真檢查設(shè)備，防止它們?cè)诟呖兆鳂I(yè)過程中破裂損壞?！啊搌B’與我們一刻也不分離?！崩顐バχf。
無人機(jī)航攝，在提供先進(jìn)方法的同時(shí)，也增添了后期的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)工作。夜深了，大家分工明確，將數(shù)據(jù)影像儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)盤，并清空數(shù)據(jù)、給無人機(jī)充電、規(guī)劃明天的航攝路線……
50多天來，這群測(cè)繪人在偏關(guān)的土地上，整日奔波在山坡、丘陵、河流、田野、道路、鄉(xiāng)村，早出晚歸，同“無人機(jī)”做伴，與測(cè)量?jī)x器為伍，用腳步丈量著每寸土地。“膚色黝黑，常年在野外，帽子不離身……”是對(duì)他們的直觀印象；“測(cè)神州大地經(jīng)緯，繪祖國(guó)美好藍(lán)圖”是對(duì)他們最好的贊美。
新成果
繪就長(zhǎng)城數(shù)字檔案 拓展新型基礎(chǔ)測(cè)繪領(lǐng)域
偏關(guān)縣是歷史上有名的“外三關(guān)”之一偏頭關(guān)所在地。全縣境內(nèi)有長(zhǎng)城126公里，關(guān)堡36座、烽火臺(tái)247座、敵臺(tái)100座，不僅在山西是最多的，在全國(guó)也名列前茅，被譽(yù)為“中華長(zhǎng)城古堡第一縣”。
目前，該縣的地理國(guó)情監(jiān)測(cè)成果、農(nóng)村宅基地建設(shè)使用權(quán)確權(quán)登記成果等數(shù)據(jù)，已不足以滿足鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略和國(guó)土空間規(guī)劃的需求。
此次偏關(guān)縣新型基礎(chǔ)測(cè)繪試點(diǎn)項(xiàng)目，包括對(duì)全縣域開展現(xiàn)狀地形圖測(cè)量，尤其對(duì)縣內(nèi)的長(zhǎng)城，采用數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)方法，獲取長(zhǎng)城沿線的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)和專題地理信息數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包含了長(zhǎng)城豐富的自然、人文、環(huán)境等信息，通過與長(zhǎng)城資源調(diào)查獲取的長(zhǎng)城類型、分布、保存狀況等屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，建立一個(gè)全新的數(shù)字長(zhǎng)城，更好地滿足長(zhǎng)城保護(hù)、管理、科研的需要，為長(zhǎng)城繪就了一份翔實(shí)的數(shù)字檔案。
新型基礎(chǔ)測(cè)繪成果，不僅對(duì)整個(gè)偏關(guān)縣域的國(guó)土空間規(guī)劃、未來發(fā)展、綜合部署、文物保護(hù)、河流管控有著重要的意義，還是制定、落實(shí)長(zhǎng)城保護(hù)政策法規(guī)和管理措施的基礎(chǔ)，更是為長(zhǎng)城調(diào)查、研究、宣傳、保護(hù)和開發(fā)利用，提供全面、準(zhǔn)確的地理信息支撐和服務(wù)。
山西省測(cè)繪地理信息院第二測(cè)繪院副院長(zhǎng)何軍利介紹，航空遙感影像是地面景觀的實(shí)際寫照，最大程度上體現(xiàn)豐富的信息，真實(shí)直觀，任何人都能看懂、讀懂。為精準(zhǔn)航拍偏關(guān)縣境內(nèi)長(zhǎng)城一號(hào)驛站、長(zhǎng)城展示區(qū)，以及剩余長(zhǎng)城遺址，測(cè)繪員們沿著長(zhǎng)城，利用新型無人機(jī)對(duì)地面物體進(jìn)行拍照，把長(zhǎng)城全部拍攝成遙感照片。
之后，工作人員對(duì)獲取的地面影像照片進(jìn)行技術(shù)處理，形成存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)里的反映地表真實(shí)情況的數(shù)字立體模型。在立體環(huán)境下，技術(shù)人員參照技術(shù)調(diào)查與調(diào)繪成果，在室內(nèi)就能準(zhǔn)確采集長(zhǎng)城的各種相關(guān)數(shù)據(jù)，合理確定每段長(zhǎng)城的起止點(diǎn)位置，精確量測(cè)每段長(zhǎng)城的三維坐標(biāo)，最終統(tǒng)計(jì)出長(zhǎng)城長(zhǎng)度。
“新型基礎(chǔ)測(cè)繪，不僅完成了偏關(guān)縣域的現(xiàn)狀地形圖測(cè)量，還完成了偏關(guān)縣內(nèi)長(zhǎng)城沿線1:2000比例尺基礎(chǔ)地理信息野外調(diào)繪和控制點(diǎn)的測(cè)量，確保了長(zhǎng)城長(zhǎng)度和空間分布數(shù)據(jù)的精確可靠?！焙诬娎f，新型基礎(chǔ)測(cè)繪地形圖比傳統(tǒng)地形圖增加了40多類建筑物及其附屬設(shè)施實(shí)體，保證了本體長(zhǎng)城保護(hù)建設(shè)的基本信息、專題要素等數(shù)據(jù)的科學(xué)性、準(zhǔn)確性和可靠性，為長(zhǎng)城科學(xué)保護(hù)工作的順利開展提供可靠的技術(shù)保障。
50多天的團(tuán)結(jié)協(xié)作，黃河岸邊、長(zhǎng)城腳下，都留下測(cè)繪員們的足跡。根據(jù)《山西省測(cè)繪管理?xiàng)l例》相關(guān)規(guī)定，省級(jí)基礎(chǔ)測(cè)繪成果5年更新一次，市、縣級(jí)基礎(chǔ)測(cè)繪成果3年更新一次，李偉和團(tuán)隊(duì)們將奔向下一個(gè)目的地，繼續(xù)他們的使命。
山西晚報(bào)記者 薛建英
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