無人機在高標準農(nóng)田建設測繪中的應用
測繪是農(nóng)田建設的基礎工作，測繪的質(zhì)量和效率直接影響農(nóng)田建設的進度和成果。傳統(tǒng)的人工測量、地面測量等測繪手段，存在效率低、精度差、受環(huán)境影響大、成本高等缺點，難以滿足高標準農(nóng)田建設的要求。而無人機攝影測量技術具有高效、精確、靈活、智能等特點，可以有效地提高農(nóng)田建設的質(zhì)量和效率，促進農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展。
無人機攝影測量技術的原理
無人機攝影測量技術是利用無人機搭載的高分辨率相機和導航定位設備，按照預設的航線和高度，對目標區(qū)域進行系統(tǒng)的拍攝。這樣，就可以獲取具有重疊度和傾斜角度的多視角影像，反映出目標區(qū)域的地形地貌、土地利用、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等信息。通過影像處理軟件，對這些影像進行自動或半自動的匹配、定向、校正和拼接，從而生成具有地理坐標和高程信息的正射影像、數(shù)字表面模型和三維模型[1]。
無人機在高標準農(nóng)田建設測繪中的具體應用
2.1 ? 土地調(diào)查
（1）快速獲取土地利用信息，了解地形地貌。無人機可以根據(jù)預設的航線和高度，自動對目標區(qū)域進行低空飛行，在短時間內(nèi)獲取高清航拍圖像。通過對圖像的智能解析，可以快速了解該區(qū)域土地利用類型、分布情況，如耕地、林地、草地等分布;可以清晰地看到地形地貌特征，判斷是平原、丘陵還是山地。這為后期開展土地整治提供了基礎數(shù)據(jù)支持。
（2）為土地整治、水利工程設計等提供數(shù)據(jù)支撐。利用無人機獲得的高精度影像，可以繪制出目標區(qū)域的數(shù)字高程模型、正射影像等，為土地整治設計、水利工程設計、基礎地理信息數(shù)據(jù)庫建設提供詳細的空間數(shù)據(jù)支持?？臻g數(shù)據(jù)精細化程度高，有助于設計師對區(qū)域地形、地物進行精確判讀，提高設計方案科學性。
2.2 ? 土地平整
（1）對平整前地形進行三維測繪。在平整施工前，利用無人機對原始地形進行低空飛行，獲取平整區(qū)域和周邊地形的三維點云數(shù)據(jù)，建立精細的數(shù)字高程模型。該模型可以清晰反映地形起伏，為后期平整設計提供依據(jù)。
（2）平整過程中進行監(jiān)測，控制平整質(zhì)量。平整過程中定期使用無人機對工程區(qū)域進行航拍，獲取實時影像。通過與設計數(shù)字高程模型的對比，可以監(jiān)測平整進度和質(zhì)量達標情況，及時發(fā)現(xiàn)問題并調(diào)整方案，確保平整效果達到預期。無人機可以實時傳輸影像數(shù)據(jù)，并與設計方案進行對比分析，實現(xiàn)平整質(zhì)量的智能監(jiān)控。
（3）平整后進行成果測量，核實質(zhì)量達標情況。平整完成后，再次對區(qū)域進行無人機航拍，獲取平整后實際地形影像。與設計數(shù)字高程模型對比，檢查平整成果是否達到質(zhì)量要求，為后續(xù)驗收提供依據(jù)。無人機可以快速覆蓋大范圍的區(qū)域，并生成高精度的正射影像，為平整后的地形圖制作提供數(shù)據(jù)支持。同時，無人機還可以搭載多光譜相機，對平整后的土壤肥力、水分、有機質(zhì)等指標進行監(jiān)測，為農(nóng)田管理和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供科學依據(jù)[2]。
2.3 ? 灌溉與排水設施測繪
（1）對灌區(qū)范圍、渠系布置進行測繪。利用無人機對灌區(qū)范圍邊界及渠系(如主、支、干渠)進行低空航拍，獲取高清影像圖斑，繪制出精細的灌區(qū)范圍圖和渠系布置圖，為后期施工提供依據(jù)。無人機可以根據(jù)灌區(qū)的地形特點和渠系的走向，自動規(guī)劃最優(yōu)的航線和拍攝參數(shù)，保證影像的連續(xù)性和覆蓋率。
（2）對渠系坡降、斷面尺寸等進行測量。通過對渠系航拍圖像的分析，可以計算出渠道實際坡降是否匹配設計要求;可以測量渠道頂寬、底寬、深度等斷面尺寸，檢查是否符合設計。無人機可以搭載激光雷達或者攝影測量儀器，對渠道進行精確的三維測量，生成渠道的數(shù)字高程模型和斷面圖，實現(xiàn)渠道的智能化測量。
（3）測繪排水系統(tǒng)，確保排水通暢。使用無人機對整個灌區(qū)的排水系統(tǒng)進行測繪，包括排水溝、排水口等，了解排水系統(tǒng)布局和連接關系。確保系統(tǒng)無阻，以保障灌區(qū)內(nèi)部排水通暢，防止內(nèi)澇。無人機可以利用紅外或者微波遙感技術，對排水系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)排水系統(tǒng)的堵塞或者漏水等異常情況，為排水系統(tǒng)的維護和管理提供智能化的支持。
2.4 ? 產(chǎn)業(yè)布局規(guī)劃
（1）乘田飛行獲取作物長勢信息，評估土壤肥力。在關鍵生長階段，利用多光譜相機進行乘田飛行，獲取作物圖像，通過圖像分析判斷作物生長狀況，分析不同塊田土壤肥力差異，為制定合理的施肥方案提供依據(jù)。無人機可以根據(jù)作物的生長周期和農(nóng)事活動的安排，自動規(guī)劃飛行時間和頻率，實現(xiàn)作物長勢的動態(tài)監(jiān)測。無人機還可以利用高光譜或者高分辨率遙感技術，對作物的葉面積指數(shù)、葉綠素含量、水分含量等生理指標進行定量反演，評估作物的健康狀況和土壤的肥力水平。
（2）制定合理的種植布局方案。綜合土壤肥力分析結果，采用多樣作物輪作，科學規(guī)劃種植布局，提高土地利用效率。無人機可以根據(jù)不同作物的光照、水分、溫度等生態(tài)需求，結合土壤的肥力和水分狀況，利用遙感信息智能化處理應用創(chuàng)新團隊研發(fā)的“大數(shù)據(jù)綜合分析平臺”，為農(nóng)戶提供最優(yōu)的種植布局方案，實現(xiàn)作物的高產(chǎn)高效。
（3）按照定位要求測繪產(chǎn)業(yè)園區(qū)、設施農(nóng)業(yè)區(qū)位。根據(jù)高標準農(nóng)田建設規(guī)劃，利用無人機按照精準坐標進行產(chǎn)業(yè)園區(qū)、大棚區(qū)、育秧區(qū)等的定位航拍，獲取定位圖斑，為后期的基礎設施建設提供依據(jù)。無人機可以利用北斗衛(wèi)星導航定位“一張網(wǎng)”，實現(xiàn)高精度的定位航拍，為產(chǎn)業(yè)園區(qū)、設施農(nóng)業(yè)的規(guī)劃設計和建設施工提供高質(zhì)量的空間數(shù)據(jù)支持，提升產(chǎn)業(yè)園區(qū)、設施農(nóng)業(yè)的智能化水平。
提高無人機攝影測量技術應用水平的策略
3.1 ? 加強無人機設備的研發(fā)和改進
選擇適合高標準農(nóng)田建設測繪的無人機設備，如固定翼或旋翼無人機、高分辨率或多光譜相機、高精度或?qū)崟r動態(tài)定位系統(tǒng)等；根據(jù)測繪任務的要求，合理設計無人機的飛行參數(shù)，如飛行高度、飛行速度、飛行角度、飛行路徑、飛行時間等；根據(jù)飛行條件，選擇合適的相機參數(shù)，如快門速度、光圈大小、感光度、白平衡、曝光補償?shù)?；根?jù)地形和環(huán)境，合理布設和測量地面控制點，提高影像的定位精度[3]。
3.2 ? 完善影像處理軟件的算法和功能
選擇適合無人機攝影測量技術的影像處理軟件，如Pix4D、Agisoft PHotoScan、Smart3D等；根據(jù)影像的特點，選擇合適的影像處理算法，如基于特征點的影像匹配算法、基于結構光的三維重建算法、基于深度學習的影像分類算法等；根據(jù)測繪任務的要求，選擇合適的影像處理流程，如影像預處理、影像匹配、三維重建、正射校正、數(shù)字高程模型生成、影像分類、測繪成果生成等；利用影像處理軟件的自動化和智能化功能，減少人工干預和錯誤，提高影像處理的速度和效果。
3.3 ? 統(tǒng)一和規(guī)范測繪成果的格式和標準
遵循國家和行業(yè)的測繪標準和規(guī)范，制定無人機攝影測量技術在高標準農(nóng)田建設測繪中的專項標準和規(guī)范，明確測繪成果的格式、內(nèi)容、精度、質(zhì)量、評價、交付等要求，保證測繪成果的一致性和可信性；根據(jù)測繪標準和規(guī)范，采用合適的測繪方法和技術，進行測繪成果的質(zhì)量控制和評價，如采用內(nèi)業(yè)檢查、外業(yè)檢核、精度分析、誤差分析、質(zhì)量評定等方法，檢驗和評價測繪成果的幾何精度、輻射精度、拼接精度、定位精度、分類精度等方面的質(zhì)量，及時發(fā)現(xiàn)和糾正測繪成果的錯誤和缺陷，提高測繪成果的可靠性和可信性。
結語
無人機測繪技術運用自動化、信息化、智能化手段，可以大幅提升農(nóng)田建設過程中的測繪效率和精度，為農(nóng)田建設提供精確的空間信息支持。隨著技術的不斷進步，無人機在農(nóng)業(yè)領域的應用前景廣闊。但也需要注意解決飛行時間短以及對專業(yè)人才的依賴等問題，以發(fā)揮無人機測繪的最大效能。
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