無人機航測在土地管理中的應用現狀及前景分析

李文超

摘?要：當前我國正全面提升建設項目集約用地水平，不斷加快國土資源管理技術信息化進程，積極利用多種技術開展土地資源管理工作。目前對數據采集信息管理和更新服務技術提出了越來越高的要求，使得GIS、GPS、RS技術和無人機航測技術得到廣泛應用。相較于其它測量手段，無人機航測技術操作簡單、投入經費較少，并且操作人員經過短期培訓即可熟練操作。此外，利用無人機航測技術能夠獲取更加準確的信息，進而對區域內的土地資源具體信息掌握。

關鍵詞：無人機航測;土地管理;應用;前景

1無人機攝影測量系統組成

無人機攝影測量技術的重要優勢是低空飛行、數字航空攝影，同時，以高分辨率數碼相機為載體，可以高效準確地獲得大比例尺基礎圖形。此外，無人機飛行相關規定審批流程較簡單，飛行條件受限因素也較少，在農村土地確權中具有非常好的適應性和適用性，能實現對農村土地快速準確確權勘測。無人機航測系統主要由飛行控制系統、地面站系統和航拍攝像系統三大部分組成。

1.1飛行控制系統

飛行控制系統中的無人飛行器（飛行平臺）的主要作用是搭載飛控系統和航拍攝影相機等測量設備。對于農村土地確權的低空航攝無人機，其基本性能要求為：總體載重≥2kg，電池續航時間≥1.5h，巡航速度60～160km/h，航測設備安置倉尺寸≥0.25m（L）×0.2m（W）×0.25m（H），抗風特性大于4級。

飛行控制系統是確保無人飛行器在作業時能保證正常姿勢的系統。無人機在飛行時，主要依靠飛控系統中的GPS導航定位信號來實現導航定位，進而引導無人飛行器按預先設置好的飛行路線自動飛行，以完成測量航拍任務。

1.2地面站控制系統

在操作員筆記本電腦上安裝地面站控制系統，通過數傳電臺與飛行器控制系統進行數據通信。在執行航測任務時，地面控制軟件能通過動態可視化圖形顯示航拍區域的電子圖形，同時可以根據控制系統所采集的數據信息實時監控飛行器飛行航線軌跡、姿態及航向等特征參數。另外，地面站操作人員可以通過修改航線規劃、調整路徑等技術手段控制無人機完成相關航測任務。數據處理系統將無人機拍攝的影像資料，經數值攝影測量網絡處理后生成DLG（DigitalLineGraphic，數字線劃地圖）矢量圖。

1.3航拍攝像系統

航拍攝像系統主要用于搭載各類攝像機，根據所測任務功能需求和分辨率要求搭載高分辨相機、多光譜相機、高光譜相機等各類型攝像設備。

2無人機航測在土地管理中的利用現狀和存在問題

2.1土地規劃與整治

無人機航測在土地規劃整治的各個階段都能發揮重要作用，如項目實施初期地理信息采集、項目進度分析、施工質量監督、參與項目竣工驗收等。無人機航測數據生成的景觀模型和高精度三維地表模型可以整體了解區域情況，如可以查看耕地情況，利用數字高程模型數據計算土方量和坡度。

2.2土地執法

在目前的土地調查執法中，衛星遙感技術已進入運行階段。比如，中國國土資源部開展的全國土地變化調查和遙感監測工作耗時長，容易出現一些漏洞。衛星遙感技術不能滿足土地執法監測早發現、早處理的原則。例如，近年來大豆病害在衛星遙感技術下無法取得良好的監測效果。無人機航測具有實時性好、測量靈活、準確等特點，可為國土執法部門發現違法用地提供相關數據。

2.3土地利用調查

與傳統的人工野外調查相比，利用衛星數據進行土地狀況調查更為有效，但存在圖像采集周期長、圖像采集規模小等問題。目前土地管理工作較為詳細，土地管理涉及到許多問題，包括規劃改造為關鍵環節，涵蓋地理數據測量、項目質量管理、項目進度審查、工程質量驗收等。項目進度需要進行可行性論證，因此有必要分析項目實施區土地狀況，了解地表形態，制定開挖用地利用方案。項目結束時，需要重新繪制地形圖，按標準確定新耕地面積。因此，整個過程更為復雜。征地拆遷變更調查規模一般為1：2000。然而，衛星圖像不能滿足實際要求。無人機航測技術可以獲得大規模的數據信息，利用遙感圖像可以生成目前1：2000或1：500的土地利用圖，對短時期、小面積土地利用現狀的調查非常有效。

2.4土地確權

在無人機航測技術下可以明確農村土地承包關系，進一步開展農村土地流轉工作，讓農民財產性收入增加，進而增添農村發展動力。當前我國農村地區已經陸續開展了土地承包經營權登記工作。具體內容包括確定土地權屬和面積，所以需要科學利用繪制方法得到基礎地形圖數據。在獲取基礎地形圖數據的過程中，主要包括三種方法：其一是工程測量外業實測方法。該方法具有精確度高特征，然而成本也較大，需要大量測量人員參與，并且耗費時間偏長;其二是有人駕駛。飛機測量前提條件是需要起降場地，并且要求面積較大，這樣才能控制測量成本;其三是無人機航測不僅效率高，并且成本較低、機動性強。通過對比可以發現無人機航測技術優勢更加明顯，所以成為了當前土地登記、確權工作的主要方法。

3無人機航測在土地管理中的發展前景

隨著社會經濟的不斷發展，無人機技術和傳感器技術的不斷進步，加上我國低空空域管理的不斷改革，我國無人機航測迎來了新的機遇，未來將在土地管理中得到更廣泛的應用。接下來的技術進步也將繼續推動無人機航測在土地管理方面的高質量發展。

3.1傳感器技術

商用數碼相機是無人機航測中使用的傳感器之一。隨著處理技術的不斷進步，將有更多的傳感器應用于無人機，如大面積陣列相機，可以有效提高無人機航測光探測和測距的效率，激光雷達可以進一步擴大其在土地管理領域的應用范圍。

3.2電池驅動技術

根據驅動方式的不同，無人機可分為油驅動和電驅動兩種。油驅無人機重量過大，對起降場地要求較高。相比之下，電動無人機的優勢更為明顯，但也會受到電池能量密度的影響，導致無人機續航時間縮短、重量減輕、承載能力降低。隨著電池能量密度的增加，無人機航測效率將進一步提高。

3.3遙感信息自動提取技術

目前，無人機航測圖像信息的提取主要采用人工目視解譯的方法，在道路、房屋等目標提取方法上取得了一定的研究成果，但還不能完全滿足實際應用。隨著專家分類系統和計算機自動分類技術的發展，未來將實現遙感影像信息的自動提取，從而有效地提高工作效率。

3.4傾斜攝影

近年來，這項技術已成為國際測繪領域的高新技術。它與無人機航測系統的有效結合，改變了以往航測攝影只能從垂直角度拍攝的局限性。目前的傾斜攝影技術可以在同一個飛行平臺上安裝多個傳感器，可以從多個角度采集圖像，不僅可以準確反映地面物體的情況，還可以呈現三維圖像。基于這一優勢，它在城市三維建模中得到了廣泛的應用。

結論

綜上所述，無人機航測技術優勢明顯，當前無人機航測已經廣泛用于土地規劃、地籍測量等相關工作當中，今后在我國土地管理中將繼續得到更為廣泛的利用，所以需要做好土地規劃與用途管制，進而為發揮無人機航測技術優勢提供支持。

參考文獻

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