7月中旬以來，一群測繪人冒著酷暑、頂著烈日，在偏關縣1700平方公里的土地上，采用高科技新型無人機，通過無縫隙航攝獲取基礎測繪資料。截止到9月20日，他們的新型無人機降落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內業矢量測圖數據處理，探索出一條符合省情的新型基礎測繪轉型之路。
為什么要進行基礎測繪工作？新型基礎測繪有啥亮點？新型無人機能給基礎測繪帶來哪些驚喜？近日，山西晚報記者來到偏關縣，跟隨山西省測繪地理信息院第二測繪院測繪人員，為您揭開新型基礎測繪的“面紗”。
新設備
“大鳥”“巨鳥”亮相測繪現場
9月8日，地處晉西北的偏關縣秋高氣爽。一大早，山西晚報記者跟隨測繪人員李偉一行，帶上新型測繪儀器垂直起降多旋翼無人機，來到位于萬家寨鎮萬家寨村——萬家寨水利樞紐的航攝區域。
“今天，航攝區域范圍約100平方公里，天氣預報顯示會有五到六級大風，大家注意無人機的飛行狀況，確保飛行安全。”航攝現場，李偉和隊員們熟練地安裝好電池，檢查無人機及相機后，準備起飛。
“今年4月，省自然資源廳確定忻州市偏關縣為我省2021年度中央邊遠地區、少數民族地區基礎測繪專項補助對象，確定山西省測繪地理信息院為該項目的承擔單位，并啟動偏關縣2021年度基礎測繪項目。”李偉介紹，該項目同時被列入我省2021年度新型基礎測繪首個試點項目。
萬家寨村海拔1000多米，入秋后風比較大。“大鳥”機動靈活，適合低空飛行，其特殊設計的保護結構，可在惡劣環境下持續飛行。
“嗚嗚嗚……”幾分鐘后，伴隨著陣陣呼嘯聲，這臺長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遙控著“大鳥”，仔細觀察其飛行情況。屏幕上，“大鳥”的飛行路線、飛行高度和拍攝照片張數清晰可見。
基礎測繪是國民經濟社會發展的基礎性工作，可以向全社會各類用戶提供統一、權威的空間定位基準和基礎地理信息服務，具體包括：建立統一的測繪基準和測繪系統，進行基礎航空攝影，獲取基礎地理信息的遙感資料，測制和更新國家基本比例地圖、影像圖和數字化產品，建立、更新基礎地理信息系統。
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，大家親切地稱它為“巨鳥”。寬4.2米、長1.96米的“巨鳥”，因其大載量、長航時、多功能、高精度、高效率的技術性能與廣泛的應用價值，責無旁貸承擔起了高難度的航攝任務。
“通電！檢查飛機動力插頭是否正常、機蓋是否緊鎖……”9月9日，明長城遺址（萬家寨段），山西省測繪地理信息院第二測繪院測繪開發中心工程師李軍逵，緊盯著控制器，發出一聲聲“號令”。不遠處，隊員小楊正配合指令，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。40多分鐘后，控制器顯示，高空出現7級大風，“巨鳥”開始返航。“野外飛行，最擔心刮風下雨，有時地面風力3級，空中風力會達7級，甚至更高，影響無人機的正常拍攝。”李軍奎密切關注著顯示屏上的數據解釋說。
新方法
滿足三維建模要求助力基礎測繪
新型基礎測繪是以“基礎地理實體”為視角和對象，按“實體粒度和空間精度”開展測繪，構建“基礎地理實體數據庫”，并按照需求組裝“4E標準化產品”（組合聚合實體集、無級化地圖表達、地形級實景三維、城市級實景三維）的基礎測繪新模式，比起傳統基礎測繪，在技術體系和方法、產品類型、服務方式等方面都有很大不同，是新時代條件下基礎測繪轉型發展的主要方向。
偏關縣地處黃河中上游，黃土丘陵區，最高處海拔1800多米，最低處海拔800多米。我省2008年-2022年集中建設的三個一號旅游公路，其中黃河一號旅游公路、長城一號旅游公路貫穿該縣。
此次新型基礎測繪，新型無人機全程發揮作用，其采用三維激光掃描的新方法，360度無死角拍攝，可以獲取比傳統作業更為詳細的數據。
“新型無人機配備了1套6組鏡頭的高像素航攝像機，組合像素超1.5億像素，每組相機可航攝3000張照片，6臺相機就是1.8萬張影像照片。”李偉詳細講解著，新型無人機不僅增加了航向數據的幅寬，又能兼顧前后傾斜，且相機間均有重疊，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，為后期三維實景提供了翔實的數據。
按照要求，規定時間內，測繪員需要在偏關1700平方公里的縣域，采用新型無人機航攝飛行平臺，搭載超寬視角數碼相機鏡頭，采集分辨率不低于0.2米的傾斜航攝影像。新型無人機的每次飛行，需要找準合適的航攝起降點。7月中旬以來，李偉一行從早上7點多出發，到晚上7點多收隊，利用大約一周時間，先期走遍全縣10個鄉鎮261個行政村，尋找起降點，以實現無縫隙覆蓋的目標。
每天結束緊張、枯燥的任務后，白色的“巨鳥”都要接受體檢。按照測繪安全作業規程，作業遷移及收工時，要認真檢查設備，防止它們在高空作業過程中破裂損壞。“‘巨鳥’與我們一刻也不分離。”李偉笑著說。
無人機航攝，在提供先進方法的同時，也增添了后期的數據存儲工作。夜深了，大家分工明確，將數據影像儲存在數據盤，并清空數據、給無人機充電、規劃明天的航攝路線……
50多天來，這群測繪人在偏關的土地上，整日奔波在山坡、丘陵、河流、田野、道路、鄉村，早出晚歸，同“無人機”做伴，與測量儀器為伍，用腳步丈量著每寸土地。“膚色黝黑，常年在野外，帽子不離身……”是對他們的直觀印象；“測神州大地經緯，繪祖國美好藍圖”是對他們最好的贊美。
新成果
繪就長城數字檔案 拓展新型基礎測繪領域
偏關縣是歷史上有名的“外三關”之一偏頭關所在地。全縣境內有長城126公里，關堡36座、烽火臺247座、敵臺100座，不僅在山西是最多的，在全國也名列前茅，被譽為“中華長城古堡第一縣”。
目前，該縣的地理國情監測成果、農村宅基地建設使用權確權登記成果等數據，已不足以滿足鄉村振興戰略和國土空間規劃的需求。
此次偏關縣新型基礎測繪試點項目，包括對全縣域開展現狀地形圖測量，尤其對縣內的長城，采用數字攝影測量技術方法，獲取長城沿線的基礎地理信息數據和專題地理信息數據，這些數據包含了長城豐富的自然、人文、環境等信息，通過與長城資源調查獲取的長城類型、分布、保存狀況等屬性數據進行整合，建立一個全新的數字長城，更好地滿足長城保護、管理、科研的需要，為長城繪就了一份翔實的數字檔案。
新型基礎測繪成果，不僅對整個偏關縣域的國土空間規劃、未來發展、綜合部署、文物保護、河流管控有著重要的意義，還是制定、落實長城保護政策法規和管理措施的基礎，更是為長城調查、研究、宣傳、保護和開發利用，提供全面、準確的地理信息支撐和服務。
山西省測繪地理信息院第二測繪院副院長何軍利介紹，航空遙感影像是地面景觀的實際寫照，最大程度上體現豐富的信息，真實直觀，任何人都能看懂、讀懂。為精準航拍偏關縣境內長城一號驛站、長城展示區，以及剩余長城遺址，測繪員們沿著長城，利用新型無人機對地面物體進行拍照，把長城全部拍攝成遙感照片。
之后，工作人員對獲取的地面影像照片進行技術處理，形成存儲在計算機里的反映地表真實情況的數字立體模型。在立體環境下，技術人員參照技術調查與調繪成果，在室內就能準確采集長城的各種相關數據，合理確定每段長城的起止點位置，精確量測每段長城的三維坐標，最終統計出長城長度。
“新型基礎測繪，不僅完成了偏關縣域的現狀地形圖測量，還完成了偏關縣內長城沿線1:2000比例尺基礎地理信息野外調繪和控制點的測量，確保了長城長度和空間分布數據的精確可靠。”何軍利說，新型基礎測繪地形圖比傳統地形圖增加了40多類建筑物及其附屬設施實體，保證了本體長城保護建設的基本信息、專題要素等數據的科學性、準確性和可靠性，為長城科學保護工作的順利開展提供可靠的技術保障。
50多天的團結協作，黃河岸邊、長城腳下，都留下測繪員們的足跡。根據《山西省測繪管理條例》相關規定，省級基礎測繪成果5年更新一次，市、縣級基礎測繪成果3年更新一次，李偉和團隊們將奔向下一個目的地，繼續他們的使命。
山西晚報記者 薛建英
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