航天宏图PIE-Engine时空遥感云平台赋能数字乡村建设

 

 

接到十八洞村无人机航测任务后，航天宏图信息技术股份有限公司（以下简称“航天宏图”）航飞团队马上行动，他们分工协作，收集相关资料，分析当地地形地势，设计航飞计划……2022年6月12日，航测技术团队启程奔赴湖南省湘西花垣县十八洞村完成测绘任务，服务数字乡村建设。

此次航天宏图承担的十八洞村测绘任务是：获取十八洞村的整村范围内地面分辨率优于5厘米的影像数据，获取村内重点区域优于2厘米的实景三维数据，获取十八洞村精准扶贫展馆室内全景数据。

用无人机拍摄风景“大片”

 

十八洞村地处山区，又正值雨季，无人机航测小组赶到十八洞村也碰到了下雨天，他们只好等待雨停，云雾散去后再抓紧时间执行航测任务，因为云雨雾会影响航拍成像质量。

曾经，十八洞村是典型的贫困苗族聚居村。“三沟两岔穷旮旯，每天红薯苞谷粑。要想吃餐大米饭，除非生病有娃娃。”一首苗歌，真切反映了昔日十八洞村的穷苦。

十八洞村是习近平总书记提出精准扶贫指示首站地。2013年11月3日，习近平总书记来到湘西州花垣县十八洞村苗寨调研，提出“实事求是、因地制宜、分类指导、精准扶贫”的16字方针和“可复制、可推广”的重要指示。遵循习近平总书记指示，经过近十年不懈努力，如今的十八洞村发生了翻天覆地的变化，成为全国乡村振兴的样板。

十八洞村有着得天独厚的自然地理环境，村内因有18个天然溶洞而得名。群山环绕，曲径通幽，蜿蜒曲折的一条条山间小路将4个自然村寨连接在一起，在绿植掩映下，山村显得静谧唯美，人犹如在画里一般。

测绘成果显示，十八洞村位于花垣县双龙镇西南部，地势起伏较大，地形以山地丘陵为主，平均海拔700米。辖4个自然寨，6个村民小组，225户939人，人均耕地仅0.83亩。

航测团队的技术负责人表示，为推动数字化乡村建设，助力十八洞村民攻坚脱贫，航天宏图将无人机与测绘技术相结合，利用先进的测绘地理信息和实景三维建模能力，对十八洞村展开实景三维建设，获取准确、动态的十八洞多要素地理信息，全域地面分辨率优于5cm，村内地面分辨率优于2cm。此外，十八洞村是典型的喀斯特地貌区，地表崎岖，独特的地貌风光更适合发展旅游业。这次测绘任务主要是服务于十八洞村数字乡村建设中的智慧文旅项目，提供三维数据底板，构建十八洞村虚拟空间数字孪生文旅场景，推动数字乡村建设和十八洞村文化旅游产业发展，助力乡村振兴。所以，要求测绘质量非常高。

云雾慢慢散去，雨过天晴，难得的航测好天。然而，航测小组却遇到了难题。这位技术负责人表示，由于十八洞村地形复杂，高差大，项目要求地面分辨率高，如何在这样一个山高林深的地方，保证地面分辨率优于5厘米？航测小组决定，对测区进行精准分区，高海拔划分为一个区域，低海拔划为一个区域，让无人机分区飞行，尽量避免“上下纷飞”，从而保证了航测精度和无人机飞行安全。

其次，通视条件差，无人机起飞场地受限。十八洞村依山而建，村庄周围都是陡峭的山峰，为了寻找适合的起降场地，作业员要肩扛手提，携带设备爬到山顶开阔地起降。

 

测绘区像控点布设

 

测区航线规划

此外，像控点布设困难。十八洞村的很多地方还尚未开发，人进不去，也就无法均匀布设像控点。为解决这个问题，本次航测采用搭载RTK定位设备的PIE-U15复合翼无人机，以及长焦距五镜头倾斜相机。

对于内业数据处理，使用航天宏图自主研发的PIE-Smart全自动建模软件、PIE-Model三维模型单体化软件，成功实现了对不同分辨率、不同航高、山区弱纹理无人机倾斜影像的空三加密、三维重建、精细模型构建等处理，并在PIE-Earth智慧地球展示平台上，对处理好的三维模型成果进行流畅展示，完美解决了市面上多款三维建模软件空三加密流程无法通过、模型纹理效果不佳、展示卡顿的问题。

困难一个个被突破后，在航测实施前，外业人员综合现有地形资料，结合实地勘测情况，选定遥测信号良好的无人机起飞场地，确保任务稳定高效地实施；航飞员有序进行飞机组装、调试、预置航线，对十八洞村展开实景三维数据采集，顺利完成十八洞村实景三维航测任务。

 

航天宏图PIE-U15垂直起降固定翼无人机工作

“这次基本上是按照无人机获取数据的最高要求，极限飞行。”航测技术负责人表示，山区地势起伏大，又是弱纹理的林地，无人机拍摄照片的像幅本就小，随着地面海拔的不断升高，像片重叠度也会逐渐降低。这些都会给内业数据处理带来困难。所以，采用这样的策略，在一定程度上既提升了航飞效率，也降低了内业数据处理的难度。数据显示，4天航测，累计飞行10余架次，获取3.2万张航摄像片，约500GB数据量。

航天宏图航测技术负责人展示了十八洞村实景三维效果动图，画面视野宽阔，清晰到可以看清房子招牌上的文字、路边标语、地面花砖纹路，十八洞村一砖一瓦、一草一木宛如一幅诗画田园，美景如画。

实景三维影像可看可用

 

当“数字商务”走进广阔乡村，传统农产品搭上直播卖货的顺风车，土特产成了“金疙瘩”，“数商兴农”新模式成为了农业农村经济发展的动力。

航天宏图MR（混合现实技术）的沉浸式场景，是通过头盔上的微型处理器，操作虚拟主控操作面板，就可以把“现实场景”推送到观看者的面前。这一次，航天宏图测得的数据成果将用于十八洞村精准扶贫展厅展示，利用VR（虚拟现实技术）的沉浸式场景，进行720度全景展示。在虚拟场景浏览，可以观看十八洞村全貌，在VR场景内自由行走，全面了解空间信息，从而为旅游参观者带来沉浸式空间游览体验。

测绘新技术服务数字乡村建设的应用场景任由想象。在3D空间，可以卖货，可以让虚拟仿真人“直播带货”。买家可以边聊边看，构建全新交互体验而不受距离、疫情等客观因素制约，助力乡村企业电商化转型。

MR也好，VR也罢，科技已为数字乡村插上了腾飞的翅膀，未来的想象空间无限广阔。航天宏图也在通过技术创新助力数字乡村建设。相关负责人表示，他们获取的十八洞村实景三维数据，作为时空信息底座，利用信息平台，将支撑十八洞村的智慧文旅、村庄规划等相关应用。通过实景三维实体化的时空信息数据底座，还可以做很多空间分析、模拟仿真以及乡村治理等方面的工作。

近年来，航天宏图用科技助农，协助十八洞村民攻坚脱贫。首先，航天宏图利用测绘地理信息和实景三维建模能力，快速获取准确、动态的十八洞多要素地理信息，全面掌握山水林田湖草等自然资源现状、空间分布、发展潜力及可能存在的自然灾害，兼顾生态环境保护与自然资源开发利用，助力乡村规划，助力精准施策、因地制宜、合理开发和绿色发展。

其次，充分考虑村域自然经济社会条件和村民发展诉求，制定村发展目标，构建和优化生态空间格局，为基础设施建设、产业发展规划、空间布局以及工程施工提供地理空间数据信息支撑，加快改善农副产品销售、电商物流和社会扶贫所需的生产生活条件。

再次，基于测绘信息，结合入户走访，绘制贫困人口分布图。通过挂图作业、按图结合实际走访进行销号，精准帮扶，快速见效，解决信息数据不全和多头重复上报问题，提高扶贫项目到村到户的行动效率。

如今，精准扶贫指示首站的十八洞村，已成为全国的一面旗帜。看着十八洞村的巨变和村民们脸上的喜悦笑容，测绘人、航天宏图人都很欣慰。而在数字乡村建设的路上，航天宏图没有停下脚步。

这位负责人表示，遵循总书记提出的20字方针“产业兴旺、生态宜居、乡风文明、治理有效、生活富裕”的总体要求，基于航天宏图多年累积的遥感、无人机、北斗导航等核心技术优势，一个以“一张网、一基座、一张图、一集群”产品体系服务于数字乡村建设的新蓝图已经出炉。

一张网搭建天空地一体化农业农村智能感知网络；一基座建立健全农业农村数据资源体系，形成农业农村时空大数据底座；一张图通过农业农村一张图，实现农业农村全要素全资源监测，为农业农村可持续发展决策提供数字化依据；一集群通过自主研发的PIE-Engine时空遥感云服务平台，开展农村数字经济、乡村治理、绿色乡村、科技惠民、网络文化等智能创新应用，统筹推进农村经济、政治、文化、社会、生态文明等各领域信息化建设，助力构建乡村数字治理新体系，快速提升乡村振兴新动力和新引擎。

航天宏图助力乡村腾飞

 

数据是数字乡村建设腾飞的基础。不可否认，当前数字乡村建设发展面临重大的历史机遇，同时也面临诸多的问题和挑战。一是数据获取困难，源头数据质量不高，各级数据共享机制不健全；二是乡村资源要素数字化能力不足，因人工采集成本高，资金缺口大，很难形成范围广、时效强、长序列的数据获取能力，资源合理利用难度高，资源变现困难；三是综治及服务能力落后，数据资源不足和缺失使得大数据等相关技术应用效果大打折扣，无法发挥应有的作用，并成为制约数字乡村发展的瓶颈。

航天宏图董事长王宇翔表示，航天宏图将通过卫星遥感、无人机、物联网等多种技术手段，构建全时空实时感知、全周期实时监测、全要素实时分析的农业农村“天空地”一体化监测网络，助力数字乡村在产业发展、乡村治理、公共服务等方面全面提升。

航天宏图自主投资建设的国内首个商业化分布式干涉SAR遥感卫星，可全天候、全天时实现高精度地形测绘，结合战略伙伴卫星资源，形成常规监测与快速响应的农业天基网络；通过自主研发的多旋翼和垂直起降固定翼无人机，配备专业无人机作业团队，为农业农村高精度观测搭建空基网络；集成农业物联网智能设施设备，构建地面实时观测的地基网络。

航天宏图通过整合资源，补齐数据短板，逐步形成农业农村信息时空数据信息资源体系。结合大数据、人工智能新型技术的应用，完善分析预警指标体系，构建大数据分析预警模型，通过智能感知、智能分析、智能控制解决农业农村各方面的关键问题，实现数字乡村的产业数字化、治理智能化、服务人本化。同时，自主研发的PIE-Engine时空遥感云平台，提供先进的数据架构底座，进而赋能各行各业应用、赋能数字乡村建设。

谈到助力数字乡村建设的下一步打算时，王宇翔表示，一是助力产业兴旺。开展农业产业结构调整遥感监测，及时、准确掌握乡村主要农作物种植面积及分布情况，摸清乡村农业产业家底。根据实际情况，对乡村农业产业开展动态监测，全面反映、验证、核实农业产业结构调整的规模、分布、趋势和成效，开展农业产业动态监测。

二是助力治理有效。遥感影像具备清晰度高、成本低、全覆盖的优势，有助于乡村规划、产业布局、村庄工程建设及管理；利用多期遥感影像叠加分析，助推农村产业革命；聚焦灾前排查科研攻关，实施应急测绘保障，高效开展灾害防治，助力乡村振兴平安建设。

三是助力生态宜居。通过遥感、无人机等手段，对大气、水体、土壤、垃圾、粪污、火点等生态环境要素实时布控监测，对各环节主体履行回收利用责任情况实现动态全过程监管，建设绿色乡村，打造生态宜居环境。

四是助力生活富裕。通过实施农业种植遥感监测，获取特色优质农作物的规模、分布、变化趋势信息，为合理构造现代农业经营体系提供信息化支撑，为科学推进农业产业结构调整提供数据支撑，助力农业供给侧结构性改革，实现共同富裕。

航天宏图将在未来切实发挥测绘地理信息作用，聚焦乡村振兴需要，为乡村振兴提供必要的测绘地理和遥感服务能力支持，以科技助力三农，服务千家万户的理念，助力乡村振兴稳步实施。

数字乡村建设正在全国千千万万的乡村全面开花。以数字科技为支撑，补齐农业农村发展的短板，有航天宏图等测绘企业相助，数字乡村将更加有特色。一幅美丽乡村的美好画卷正在神州大地徐徐展开。　　

      审核编辑：彭静

数字无人机云平台分辨率

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