無人機低空航空攝影測量在土地承包經(jīng)營權(quán)確權(quán)工作中的應(yīng)用

（山東省物化探勘查院 山東濟南250013）

（山東省物化探勘查院 山東濟南250013）

無人機低空航空攝影測量技術(shù)具有先進、靈活、成本低、反應(yīng)迅速、場地限制小、操作簡易等特點，在地籍、地形測量領(lǐng)域中的應(yīng)用非常廣泛。本文將該技術(shù)運用到了農(nóng)村土地確權(quán)這一工作中，在山東省濟寧市泗水縣的農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)確權(quán)登記頒證工作中，通過無人機航空攝影測量與數(shù)字地形圖測量等方式獲取了作業(yè)數(shù)據(jù)，證明無人機技術(shù)的獨特優(yōu)勢。

土地承包經(jīng)營權(quán)無人機航空攝影測量

無人機低空航空攝影測量技術(shù)是一種較為先進的技術(shù)，它利用無人機搭載高精度數(shù)碼相機進行低空狀態(tài)攝影，并借助GPS等輔助設(shè)施進行坐標(biāo)定位和影像校正。運用該技術(shù)所獲取的高分辨率影像能夠幫助作業(yè)地區(qū)獲得充足的地理信息數(shù)據(jù)，通過充分利用這些數(shù)據(jù)可以優(yōu)質(zhì)高效、省時省力的完成農(nóng)村集體土地承包經(jīng)營權(quán)的確權(quán)登記頒證工作。

1 無人機航拍攝影的精度要求分析

1.1 精度要求

無人機技術(shù)相比于傳統(tǒng)測量技術(shù)具有速度快、反應(yīng)靈活、成本低等特點，應(yīng)用到對土地確權(quán)地塊分布的測量中，其優(yōu)勢更加明顯。但同時確權(quán)工作對航空攝影測量的精度要求也相當(dāng)之高。根據(jù)我國《農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)調(diào)查規(guī)程》中的規(guī)定，農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)的確權(quán)登記頒證工作應(yīng)該使用1:500~1:5000比例尺范圍內(nèi)的地形圖作為確權(quán)工作底圖，而DOM地物點與其相對實地同名點點位中誤差也不應(yīng)該大于表1的規(guī)定。而在實際工作中，我們多采用1:2000比例尺地形圖，點位中誤差不大于1m。

表1 基于無人機航拍攝影測量技術(shù)的影像成果平面位置精度指標(biāo)數(shù)據(jù)表

1.2 實施條件

無人機低空航空攝影測量可以廣泛適用于平原、丘陵和某些地勢起伏不太大的山地地形，一般這種地形也是傳統(tǒng)航攝所無法有效獲取大比例尺高精度測量成果的。通常無人機航空攝影平臺工作高度只需要高于地面最高障礙物100~200米即可。如果項目實施地區(qū)的地勢相對平坦，則可以與傳統(tǒng)航拍運用同樣的方法，根據(jù)相機焦距和所需成果的比例尺來進行航高和航線規(guī)劃。因此在較為平坦的地勢中航拍還是更容易設(shè)計無人機的飛行航線。

2 泗水縣土地承包經(jīng)營權(quán)確權(quán)登記頒證工作無人機航拍實例分析

從技術(shù)角度來講，無人機低空攝影測量更適合于大比例地形圖的測繪工作，尤其是在農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)的確權(quán)登記工作中使用最為廣泛。本文以泗水縣的土地承包經(jīng)營權(quán)確權(quán)登記頒證項目為例，探討了無人機技術(shù)在該項目中的具體應(yīng)用技術(shù)流程，證明無人機航拍攝影技術(shù)在成果比例尺與精度方面能夠充分滿足上述工作的需求。

2.1 泗水縣測區(qū)概況介紹

泗水縣位于山東省中南部的濟寧市，縣境內(nèi)東西最大橫距46公里、南北最大縱距為40.6公里，總面積達到1118.96平方公里。泗水縣內(nèi)擁有丘陵、河谷平地等地形，整體處于濟寧市中部偏西，濟河下游位置。

泗水縣屬于典型的暖溫帶季風(fēng)氣候，它的年平均氣溫在13.5℃，平均降水量超過760mm，全年日照百分率超過50%，相對濕度控制在65%~70%左右。全年無霜期達到200天，四季分明、氣候宜人，是著名的海岱明珠。

2.2 泗水縣土地承包經(jīng)營權(quán)確權(quán)無人機航拍測量項目概述

泗水縣此次土地承包經(jīng)營權(quán)確權(quán)頒證工作采用了先進的無人機低空航空攝影測量技術(shù)，主要對濟寧市泗水縣四個鎮(zhèn)作業(yè)區(qū)范圍內(nèi)耕地進行航拍與影像圖制作，該項目的工作內(nèi)容主要包括以下三項：

一是獲得泗水縣4個鎮(zhèn)內(nèi)的200余平方公里真彩色數(shù)碼照片。

二是獲得泗水縣4個鎮(zhèn)內(nèi)200余平方公里的正攝影像圖。

三是獲得泗水縣4個鎮(zhèn)內(nèi)200余平方公里的土地數(shù)字線劃圖。

該次測量項目采用到了泗水縣4鎮(zhèn)的行政界限矢量文件[2]。

2.3 項目技術(shù)路線

根據(jù)相關(guān)規(guī)定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，本次無人機航空攝影測量應(yīng)用到了GPS實時定位技術(shù)、內(nèi)外業(yè)一體化測繪技術(shù)與航測數(shù)字化技術(shù)。這些技術(shù)都要根據(jù)測區(qū)的具體狀況來實施測繪，數(shù)字線劃圖所采用的比例為1:2000。測繪過程主要利用航測數(shù)字化技術(shù)，并結(jié)合GPS來建立高程測量基礎(chǔ)控制網(wǎng)，在航空攝影過程中獲取彩色影像，通過GPS技術(shù)輔助施測像控點。另外，還要運用到inpho、ssk等全數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)來實施航空三加密與數(shù)據(jù)采集工作。在這里，內(nèi)業(yè)測圖模塊會采集數(shù)據(jù)并生成圖形文件，而外業(yè)則根據(jù)內(nèi)業(yè)測繪的線劃圖來實現(xiàn)野外調(diào)繪操作，它的數(shù)字線劃圖制作比例尺同樣為1:2000。在本項目中，任何測量成果都應(yīng)該通過“三檢”檢查（自檢、互檢、專檢），且滿足項目精度要求，實現(xiàn)對測量成果質(zhì)量的有效控制。在完成“三檢”后，提交泗水縣相關(guān)政府部門驗收，在驗收合格后對各項成果進行分類整理并上交。

2.4 航空攝影測量分析

2.4.1 航攝飛機的選擇

航攝設(shè)備主要采用我單位自主研發(fā)的無人機航攝系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由飛行平臺、控制系統(tǒng)與尼康數(shù)碼相機3部分組成。這其中控制系統(tǒng)主要包括了機載飛行控制部分與地面監(jiān)控站部分。其中數(shù)碼相機部分主要技術(shù)參數(shù)為：像素3600萬、像元4.88μm和焦距35mm，它能夠確保攝影測量成果達到作業(yè)技術(shù)要求，并隨時對相機實施嚴(yán)格校驗，其校驗內(nèi)容包括對主點位置坐標(biāo)（x0,y0）、主距（f）以及光學(xué)畸變系數(shù)的測定。

2.4.2 航線設(shè)定

航線設(shè)定主要是按照常規(guī)方法敷設(shè)，確保其攝區(qū)邊界線與無人機的首末航線平行，同時也要敷設(shè)在攝區(qū)邊界線或邊界線外，確保攝區(qū)邊界實際覆蓋范圍不小于像幅度的30%。在實測像片控制點不影響內(nèi)業(yè)正常加密的狀況下，還要確保無人機拍攝超出攝區(qū)邊界線大于像幅的15%左右，此時就可以視為拍攝合格。考慮到無人機在飛行航線中的飛行姿態(tài)保持狀況，應(yīng)該相應(yīng)增加旁向重疊率確保其穩(wěn)定性。另外在高差相對較大區(qū)域應(yīng)該插補航線。

2.4.3 航拍實施

按照預(yù)先準(zhǔn)備好的航攝技術(shù)設(shè)計路線進行航拍。在無人機起飛之前，對航攝儀做好基本程序檢查工作，保證相機的鏡頭、飛行控制系統(tǒng)與定向系統(tǒng)通電環(huán)節(jié)穩(wěn)定，同時保證數(shù)據(jù)硬盤與飛行管理軟件的工作正常，設(shè)備各項參數(shù)正常無誤后就可以起飛。

2.5 數(shù)字地形圖測量分析

泗水縣土地承包經(jīng)營權(quán)確權(quán)數(shù)字地形圖測量采用了1:2000比例的數(shù)字地形圖，它的等高線基本等高距設(shè)定在2.5m，并為居民地內(nèi)等高線應(yīng)用了遮蓋技術(shù)確保其連續(xù)性。具體的測量工作包括以下2點。

2.5.1 像片的控制點測量

像片控制點起算點應(yīng)該以基本控制點為主，它的平面控制點與平高控制點相對鄰近基本控制點，且點位中誤差不超過數(shù)字地形圖圖上0.1mm，而高程控制點與平高控制點相對鄰近高程中誤差同樣不超過圖上0.1mm。

在確定好控制點后就要實施航測野外控制點布設(shè)。它的布設(shè)方案主要是在平高點按照區(qū)域進行網(wǎng)絡(luò)布設(shè)，其中航線數(shù)量不要超過6條，且每一條航線確保基線在12條以內(nèi)，而平高控制點的旁向跨度則不能超過4條航線，如圖1。

在圖1中，O就為平高點，b表示像片控制點，它依據(jù)全野外布點方案來嚴(yán)格執(zhí)行。當(dāng)像控結(jié)束以后，就要根據(jù)上交測區(qū)范圍來實現(xiàn)內(nèi)像控點的數(shù)據(jù)資料、像片與技術(shù)匯總，并在像控片中明確控制點與附點位置略圖。

2.5.2 無人機航測內(nèi)業(yè)測圖

利用空三加密方法來對區(qū)域內(nèi)拍攝網(wǎng)平差進行全過程文件計算，并為所拍攝的航片進行加密，確定其方位元素值，保證加密成果與檢查點較差文件。再者，要采用空三導(dǎo)入的方法來繪制航測內(nèi)業(yè)測圖。泗水縣的平地、丘陵地在絕對定向平面對點誤差上不會超過1.5m，山地則不超過2m。所以按照平面對點誤差進行配賦，確保誤差大致相等且誤差方向成對相反。在定向點殘余誤差改為最小后，確保丘陵地區(qū)的高程不大于0.8m。

圖1 無人機航攝布點方案示意圖

最后是提交加密控制點電子版成果，其中包括1:2000比例的標(biāo)準(zhǔn)分幅正射影像圖數(shù)據(jù)光盤、項目技術(shù)總結(jié)電子版和質(zhì)檢報告電子版各一份。在航拍攝影工作結(jié)束后就可以開始泗水縣土地承包經(jīng)營權(quán)確權(quán)登記的調(diào)查工作。

3 總結(jié)

本文所介紹的農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)確權(quán)登記頒證工作關(guān)乎國計民生，所以在工作中采用優(yōu)勢明顯的無人機航測技術(shù)更有利于滿足農(nóng)村客戶的現(xiàn)實需求。同時它也為測繪部門降低了測繪技術(shù)生產(chǎn)成本，為農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)以及整個不動產(chǎn)確權(quán)工作打通了良好的技術(shù)通道。

[1]胡龍華,王向忠,崔貴彥.北斗高精度無人機航測技術(shù)在農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)確權(quán)項目中的應(yīng)用 [J].測繪通報,2016(25):33-34.

[2]任志勇.論農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)確權(quán)登記 [J].華北國土資源,2016(14):20.

無人機低空航空攝影測量在土地承包經(jīng)營權(quán)確權(quán)工作中的應(yīng)用

■王岳

P2[文獻碼]B

1000-405X（2016）-10-175-1