航天宏圖PIE-Engine時(shí)空遙感云平臺(tái)賦能數(shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)

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接到十八洞村無人機(jī)航測(cè)任務(wù)后，航天宏圖信息技術(shù)股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱“航天宏圖”）航飛團(tuán)隊(duì)馬上行動(dòng)，他們分工協(xié)作，收集相關(guān)資料，分析當(dāng)?shù)氐匦蔚貏?shì)，設(shè)計(jì)航飛計(jì)劃……2022年6月12日，航測(cè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)啟程奔赴湖南省湘西花垣縣十八洞村完成測(cè)繪任務(wù)，服務(wù)數(shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)。

此次航天宏圖承擔(dān)的十八洞村測(cè)繪任務(wù)是：獲取十八洞村的整村范圍內(nèi)地面分辨率優(yōu)于5厘米的影像數(shù)據(jù)，獲取村內(nèi)重點(diǎn)區(qū)域優(yōu)于2厘米的實(shí)景三維數(shù)據(jù)，獲取十八洞村精準(zhǔn)扶貧展館室內(nèi)全景數(shù)據(jù)。

用無人機(jī)拍攝風(fēng)景“大片”

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十八洞村地處山區(qū)，又正值雨季，無人機(jī)航測(cè)小組趕到十八洞村也碰到了下雨天，他們只好等待雨停，云霧散去后再抓緊時(shí)間執(zhí)行航測(cè)任務(wù)，因?yàn)樵朴觎F會(huì)影響航拍成像質(zhì)量。

曾經(jīng)，十八洞村是典型的貧困苗族聚居村。“三溝兩岔窮旮旯，每天紅薯苞谷粑。要想吃餐大米飯，除非生病有娃娃?！币皇酌绺?，真切反映了昔日十八洞村的窮苦。

十八洞村是習(xí)近平總書記提出精準(zhǔn)扶貧指示首站地。2013年11月3日，習(xí)近平總書記來到湘西州花垣縣十八洞村苗寨調(diào)研，提出“實(shí)事求是、因地制宜、分類指導(dǎo)、精準(zhǔn)扶貧”的16字方針和“可復(fù)制、可推廣”的重要指示。遵循習(xí)近平總書記指示，經(jīng)過近十年不懈努力，如今的十八洞村發(fā)生了翻天覆地的變化，成為全國(guó)鄉(xiāng)村振興的樣板。

十八洞村有著得天獨(dú)厚的自然地理環(huán)境，村內(nèi)因有18個(gè)天然溶洞而得名。群山環(huán)繞，曲徑通幽，蜿蜒曲折的一條條山間小路將4個(gè)自然村寨連接在一起，在綠植掩映下，山村顯得靜謐唯美，人猶如在畫里一般。

測(cè)繪成果顯示，十八洞村位于花垣縣雙龍鎮(zhèn)西南部，地勢(shì)起伏較大，地形以山地丘陵為主，平均海拔700米。轄4個(gè)自然寨，6個(gè)村民小組，225戶939人，人均耕地僅0.83畝。

航測(cè)團(tuán)隊(duì)的技術(shù)負(fù)責(zé)人表示，為推動(dòng)數(shù)字化鄉(xiāng)村建設(shè)，助力十八洞村民攻堅(jiān)脫貧，航天宏圖將無人機(jī)與測(cè)繪技術(shù)相結(jié)合，利用先進(jìn)的測(cè)繪地理信息和實(shí)景三維建模能力，對(duì)十八洞村展開實(shí)景三維建設(shè)，獲取準(zhǔn)確、動(dòng)態(tài)的十八洞多要素地理信息，全域地面分辨率優(yōu)于5cm，村內(nèi)地面分辨率優(yōu)于2cm。此外，十八洞村是典型的喀斯特地貌區(qū)，地表崎嶇，獨(dú)特的地貌風(fēng)光更適合發(fā)展旅游業(yè)。這次測(cè)繪任務(wù)主要是服務(wù)于十八洞村數(shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)中的智慧文旅項(xiàng)目，提供三維數(shù)據(jù)底板，構(gòu)建十八洞村虛擬空間數(shù)字孿生文旅場(chǎng)景，推動(dòng)數(shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)和十八洞村文化旅游產(chǎn)業(yè)發(fā)展，助力鄉(xiāng)村振興。所以，要求測(cè)繪質(zhì)量非常高。

云霧慢慢散去，雨過天晴，難得的航測(cè)好天。然而，航測(cè)小組卻遇到了難題。這位技術(shù)負(fù)責(zé)人表示，由于十八洞村地形復(fù)雜，高差大，項(xiàng)目要求地面分辨率高，如何在這樣一個(gè)山高林深的地方，保證地面分辨率優(yōu)于5厘米？航測(cè)小組決定，對(duì)測(cè)區(qū)進(jìn)行精準(zhǔn)分區(qū)，高海拔劃分為一個(gè)區(qū)域，低海拔劃為一個(gè)區(qū)域，讓無人機(jī)分區(qū)飛行，盡量避免“上下紛飛”，從而保證了航測(cè)精度和無人機(jī)飛行安全。

其次，通視條件差，無人機(jī)起飛場(chǎng)地受限。十八洞村依山而建，村莊周圍都是陡峭的山峰，為了尋找適合的起降場(chǎng)地，作業(yè)員要肩扛手提，攜帶設(shè)備爬到山頂開闊地起降。

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測(cè)繪區(qū)像控點(diǎn)布設(shè)

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測(cè)區(qū)航線規(guī)劃

此外，像控點(diǎn)布設(shè)困難。十八洞村的很多地方還尚未開發(fā)，人進(jìn)不去，也就無法均勻布設(shè)像控點(diǎn)。為解決這個(gè)問題，本次航測(cè)采用搭載RTK定位設(shè)備的PIE-U15復(fù)合翼無人機(jī)，以及長(zhǎng)焦距五鏡頭傾斜相機(jī)。

對(duì)于內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理，使用航天宏圖自主研發(fā)的PIE-Smart全自動(dòng)建模軟件、PIE-Model三維模型單體化軟件，成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同分辨率、不同航高、山區(qū)弱紋理無人機(jī)傾斜影像的空三加密、三維重建、精細(xì)模型構(gòu)建等處理，并在PIE-Earth智慧地球展示平臺(tái)上，對(duì)處理好的三維模型成果進(jìn)行流暢展示，完美解決了市面上多款三維建模軟件空三加密流程無法通過、模型紋理效果不佳、展示卡頓的問題。

困難一個(gè)個(gè)被突破后，在航測(cè)實(shí)施前，外業(yè)人員綜合現(xiàn)有地形資料，結(jié)合實(shí)地勘測(cè)情況，選定遙測(cè)信號(hào)良好的無人機(jī)起飛場(chǎng)地，確保任務(wù)穩(wěn)定高效地實(shí)施；航飛員有序進(jìn)行飛機(jī)組裝、調(diào)試、預(yù)置航線，對(duì)十八洞村展開實(shí)景三維數(shù)據(jù)采集，順利完成十八洞村實(shí)景三維航測(cè)任務(wù)。

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航天宏圖PIE-U15垂直起降固定翼無人機(jī)工作

“這次基本上是按照無人機(jī)獲取數(shù)據(jù)的最高要求，極限飛行。”航測(cè)技術(shù)負(fù)責(zé)人表示，山區(qū)地勢(shì)起伏大，又是弱紋理的林地，無人機(jī)拍攝照片的像幅本就小，隨著地面海拔的不斷升高，像片重疊度也會(huì)逐漸降低。這些都會(huì)給內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理帶來困難。所以，采用這樣的策略，在一定程度上既提升了航飛效率，也降低了內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理的難度。數(shù)據(jù)顯示，4天航測(cè)，累計(jì)飛行10余架次，獲取3.2萬張航攝像片，約500GB數(shù)據(jù)量。

航天宏圖航測(cè)技術(shù)負(fù)責(zé)人展示了十八洞村實(shí)景三維效果動(dòng)圖，畫面視野寬闊，清晰到可以看清房子招牌上的文字、路邊標(biāo)語、地面花磚紋路，十八洞村一磚一瓦、一草一木宛如一幅詩(shī)畫田園，美景如畫。

實(shí)景三維影像可看可用

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當(dāng)“數(shù)字商務(wù)”走進(jìn)廣闊鄉(xiāng)村，傳統(tǒng)農(nóng)產(chǎn)品搭上直播賣貨的順風(fēng)車，土特產(chǎn)成了“金疙瘩”，“數(shù)商興農(nóng)”新模式成為了農(nóng)業(yè)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的動(dòng)力。

航天宏圖MR（混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)）的沉浸式場(chǎng)景，是通過頭盔上的微型處理器，操作虛擬主控操作面板，就可以把“現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景”推送到觀看者的面前。這一次，航天宏圖測(cè)得的數(shù)據(jù)成果將用于十八洞村精準(zhǔn)扶貧展廳展示，利用VR（虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)）的沉浸式場(chǎng)景，進(jìn)行720度全景展示。在虛擬場(chǎng)景瀏覽，可以觀看十八洞村全貌，在VR場(chǎng)景內(nèi)自由行走，全面了解空間信息，從而為旅游參觀者帶來沉浸式空間游覽體驗(yàn)。

測(cè)繪新技術(shù)服務(wù)數(shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)的應(yīng)用場(chǎng)景任由想象。在3D空間，可以賣貨，可以讓虛擬仿真人“直播帶貨”。買家可以邊聊邊看，構(gòu)建全新交互體驗(yàn)而不受距離、疫情等客觀因素制約，助力鄉(xiāng)村企業(yè)電商化轉(zhuǎn)型。

MR也好，VR也罷，科技已為數(shù)字鄉(xiāng)村插上了騰飛的翅膀，未來的想象空間無限廣闊。航天宏圖也在通過技術(shù)創(chuàng)新助力數(shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)。相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，他們獲取的十八洞村實(shí)景三維數(shù)據(jù)，作為時(shí)空信息底座，利用信息平臺(tái)，將支撐十八洞村的智慧文旅、村莊規(guī)劃等相關(guān)應(yīng)用。通過實(shí)景三維實(shí)體化的時(shí)空信息數(shù)據(jù)底座，還可以做很多空間分析、模擬仿真以及鄉(xiāng)村治理等方面的工作。

近年來，航天宏圖用科技助農(nóng)，協(xié)助十八洞村民攻堅(jiān)脫貧。首先，航天宏圖利用測(cè)繪地理信息和實(shí)景三維建模能力，快速獲取準(zhǔn)確、動(dòng)態(tài)的十八洞多要素地理信息，全面掌握山水林田湖草等自然資源現(xiàn)狀、空間分布、發(fā)展?jié)摿翱赡艽嬖诘淖匀粸?zāi)害，兼顧生態(tài)環(huán)境保護(hù)與自然資源開發(fā)利用，助力鄉(xiāng)村規(guī)劃，助力精準(zhǔn)施策、因地制宜、合理開發(fā)和綠色發(fā)展。

其次，充分考慮村域自然經(jīng)濟(jì)社會(huì)條件和村民發(fā)展訴求，制定村發(fā)展目標(biāo)，構(gòu)建和優(yōu)化生態(tài)空間格局，為基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃、空間布局以及工程施工提供地理空間數(shù)據(jù)信息支撐，加快改善農(nóng)副產(chǎn)品銷售、電商物流和社會(huì)扶貧所需的生產(chǎn)生活條件。

再次，基于測(cè)繪信息，結(jié)合入戶走訪，繪制貧困人口分布圖。通過掛圖作業(yè)、按圖結(jié)合實(shí)際走訪進(jìn)行銷號(hào)，精準(zhǔn)幫扶，快速見效，解決信息數(shù)據(jù)不全和多頭重復(fù)上報(bào)問題，提高扶貧項(xiàng)目到村到戶的行動(dòng)效率。

如今，精準(zhǔn)扶貧指示首站的十八洞村，已成為全國(guó)的一面旗幟。看著十八洞村的巨變和村民們臉上的喜悅笑容，測(cè)繪人、航天宏圖人都很欣慰。而在數(shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)的路上，航天宏圖沒有停下腳步。

這位負(fù)責(zé)人表示，遵循總書記提出的20字方針“產(chǎn)業(yè)興旺、生態(tài)宜居、鄉(xiāng)風(fēng)文明、治理有效、生活富?！钡目傮w要求，基于航天宏圖多年累積的遙感、無人機(jī)、北斗導(dǎo)航等核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)，一個(gè)以“一張網(wǎng)、一基座、一張圖、一集群”產(chǎn)品體系服務(wù)于數(shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)的新藍(lán)圖已經(jīng)出爐。

一張網(wǎng)搭建天空地一體化農(nóng)業(yè)農(nóng)村智能感知網(wǎng)絡(luò)；一基座建立健全農(nóng)業(yè)農(nóng)村數(shù)據(jù)資源體系，形成農(nóng)業(yè)農(nóng)村時(shí)空大數(shù)據(jù)底座；一張圖通過農(nóng)業(yè)農(nóng)村一張圖，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村全要素全資源監(jiān)測(cè)，為農(nóng)業(yè)農(nóng)村可持續(xù)發(fā)展決策提供數(shù)字化依據(jù)；一集群通過自主研發(fā)的PIE-Engine時(shí)空遙感云服務(wù)平臺(tái)，開展農(nóng)村數(shù)字經(jīng)濟(jì)、鄉(xiāng)村治理、綠色鄉(xiāng)村、科技惠民、網(wǎng)絡(luò)文化等智能創(chuàng)新應(yīng)用，統(tǒng)籌推進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)、政治、文化、社會(huì)、生態(tài)文明等各領(lǐng)域信息化建設(shè)，助力構(gòu)建鄉(xiāng)村數(shù)字治理新體系，快速提升鄉(xiāng)村振興新動(dòng)力和新引擎。

航天宏圖助力鄉(xiāng)村騰飛

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數(shù)據(jù)是數(shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)騰飛的基礎(chǔ)。不可否認(rèn)，當(dāng)前數(shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)發(fā)展面臨重大的歷史機(jī)遇，同時(shí)也面臨諸多的問題和挑戰(zhàn)。一是數(shù)據(jù)獲取困難，源頭數(shù)據(jù)質(zhì)量不高，各級(jí)數(shù)據(jù)共享機(jī)制不健全；二是鄉(xiāng)村資源要素?cái)?shù)字化能力不足，因人工采集成本高，資金缺口大，很難形成范圍廣、時(shí)效強(qiáng)、長(zhǎng)序列的數(shù)據(jù)獲取能力，資源合理利用難度高，資源變現(xiàn)困難；三是綜治及服務(wù)能力落后，數(shù)據(jù)資源不足和缺失使得大數(shù)據(jù)等相關(guān)技術(shù)應(yīng)用效果大打折扣，無法發(fā)揮應(yīng)有的作用，并成為制約數(shù)字鄉(xiāng)村發(fā)展的瓶頸。

航天宏圖董事長(zhǎng)王宇翔表示，航天宏圖將通過衛(wèi)星遙感、無人機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)等多種技術(shù)手段，構(gòu)建全時(shí)空實(shí)時(shí)感知、全周期實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、全要素實(shí)時(shí)分析的農(nóng)業(yè)農(nóng)村“天空地”一體化監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，助力數(shù)字鄉(xiāng)村在產(chǎn)業(yè)發(fā)展、鄉(xiāng)村治理、公共服務(wù)等方面全面提升。

航天宏圖自主投資建設(shè)的國(guó)內(nèi)首個(gè)商業(yè)化分布式干涉SAR遙感衛(wèi)星，可全天候、全天時(shí)實(shí)現(xiàn)高精度地形測(cè)繪，結(jié)合戰(zhàn)略伙伴衛(wèi)星資源，形成常規(guī)監(jiān)測(cè)與快速響應(yīng)的農(nóng)業(yè)天基網(wǎng)絡(luò)；通過自主研發(fā)的多旋翼和垂直起降固定翼無人機(jī)，配備專業(yè)無人機(jī)作業(yè)團(tuán)隊(duì)，為農(nóng)業(yè)農(nóng)村高精度觀測(cè)搭建空基網(wǎng)絡(luò)；集成農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)智能設(shè)施設(shè)備，構(gòu)建地面實(shí)時(shí)觀測(cè)的地基網(wǎng)絡(luò)。

航天宏圖通過整合資源，補(bǔ)齊數(shù)據(jù)短板，逐步形成農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息時(shí)空數(shù)據(jù)信息資源體系。結(jié)合大數(shù)據(jù)、人工智能新型技術(shù)的應(yīng)用，完善分析預(yù)警指標(biāo)體系，構(gòu)建大數(shù)據(jù)分析預(yù)警模型，通過智能感知、智能分析、智能控制解決農(nóng)業(yè)農(nóng)村各方面的關(guān)鍵問題，實(shí)現(xiàn)數(shù)字鄉(xiāng)村的產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、治理智能化、服務(wù)人本化。同時(shí)，自主研發(fā)的PIE-Engine時(shí)空遙感云平臺(tái)，提供先進(jìn)的數(shù)據(jù)架構(gòu)底座，進(jìn)而賦能各行各業(yè)應(yīng)用、賦能數(shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)。

談到助力數(shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)的下一步打算時(shí)，王宇翔表示，一是助力產(chǎn)業(yè)興旺。開展農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整遙感監(jiān)測(cè)，及時(shí)、準(zhǔn)確掌握鄉(xiāng)村主要農(nóng)作物種植面積及分布情況，摸清鄉(xiāng)村農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)家底。根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)鄉(xiāng)村農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)開展動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，全面反映、驗(yàn)證、核實(shí)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的規(guī)模、分布、趨勢(shì)和成效，開展農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。

二是助力治理有效。遙感影像具備清晰度高、成本低、全覆蓋的優(yōu)勢(shì)，有助于鄉(xiāng)村規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)布局、村莊工程建設(shè)及管理；利用多期遙感影像疊加分析，助推農(nóng)村產(chǎn)業(yè)革命；聚焦災(zāi)前排查科研攻關(guān)，實(shí)施應(yīng)急測(cè)繪保障，高效開展災(zāi)害防治，助力鄉(xiāng)村振興平安建設(shè)。

三是助力生態(tài)宜居。通過遙感、無人機(jī)等手段，對(duì)大氣、水體、土壤、垃圾、糞污、火點(diǎn)等生態(tài)環(huán)境要素實(shí)時(shí)布控監(jiān)測(cè)，對(duì)各環(huán)節(jié)主體履行回收利用責(zé)任情況實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)全過程監(jiān)管，建設(shè)綠色鄉(xiāng)村，打造生態(tài)宜居環(huán)境。

四是助力生活富裕。通過實(shí)施農(nóng)業(yè)種植遙感監(jiān)測(cè)，獲取特色優(yōu)質(zhì)農(nóng)作物的規(guī)模、分布、變化趨勢(shì)信息，為合理構(gòu)造現(xiàn)代農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)體系提供信息化支撐，為科學(xué)推進(jìn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整提供數(shù)據(jù)支撐，助力農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，實(shí)現(xiàn)共同富裕。

航天宏圖將在未來切實(shí)發(fā)揮測(cè)繪地理信息作用，聚焦鄉(xiāng)村振興需要，為鄉(xiāng)村振興提供必要的測(cè)繪地理和遙感服務(wù)能力支持，以科技助力三農(nóng)，服務(wù)千家萬戶的理念，助力鄉(xiāng)村振興穩(wěn)步實(shí)施。

數(shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)正在全國(guó)千千萬萬的鄉(xiāng)村全面開花。以數(shù)字科技為支撐，補(bǔ)齊農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展的短板，有航天宏圖等測(cè)繪企業(yè)相助，數(shù)字鄉(xiāng)村將更加有特色。一幅美麗鄉(xiāng)村的美好畫卷正在神州大地徐徐展開。