無人機航測在土地資源管理中的應用分析

王紅軍

（東營市墾利區行政審批服務局，山東東營 257500）

0 引言

為促進土地資源要素精準高效配置，全面提高土地資源管理的集約化水平，近年來我國加快推進土地資源管理信息化進程，運用多種先進技術不斷改進土地數據采集、信息管理和資源管理，將GIS技術、RS技術、GPS技術、無人機航測技術等逐漸深化應用。其中，無人機技術開創了一種新的應用模式，與傳統的數據采集方法相比，無人機因其靈活性、機動性、操作方便、維護速度快、圖像空間分辨率高等優點而受到青睞。

1 無人機航測系統的組成

隨著科學的發展，無人機的研發水平有了很大的提高，無人機也廣泛應用于社會的各個領域。無人機航測在土地資源管理中的應用不僅可以采集土地信息，還可以進行數據處理和分析，對土地資源管理起到了積極的推動作用。無人機航測系統用于土地資源管理，根據無人機攝像頭的功能，可以及時了解和采集監控范圍內的土地資源信息[1]。但是，在使用無人機進行航測之前，需要充分了解氣候和地理條件，才能調整無人機的性能。此外，利用GPS定位對相關位置的土地資源信息進行航測，收集相關影像數據，并對數據進行處理，將處理結果生成為高分辨率的DOM數據。此外，DOM數據生成后，與前次航測影像數據進行對比，具體了解土地利用、土地規劃、地面審批、監測點土地供應等情況，滿足土地資源管理要求。無人機航測系統主要由飛控系統、地面站系統和航測系統3部分組成。

1.1 飛控系統

飛控系統的主要功能是控制無人機、航測相機等測量設備。低空航測無人機的基本性能要求為：總載重≥2kg，續航≥1.5h，巡航速度60~160km/h，航測器材倉尺寸≥0.25m（L）×0.2m（W）×0.25m（H），抗風能力高于4級。

1.2 地面站控制系統

地面站控制系統安裝在操作員的筆記本電腦上，并通過數字無線電與飛機控制系統進行通信。執行航測任務時，地控軟件可以動態可視化地顯示航測區域的電子地圖，同時可以根據航測實時跟蹤飛行器的飛行軌跡、位置和航向等特征參數，對采集的數據信息進行管理。此外，地面站操作人員可以通過改變路線規劃、修正軌跡等技術手段，控制無人機執行航測任務。數據處理系統對無人機獲取的圖像數據進行處理后，通過數字攝影測量網絡，構建DLG矢量圖形（Digital Line Graphics，數字線圖）。

1.3 航測系統

航測系統主要用于安裝各類相機，根據被測物體的功能和分辨率要求，配備高分辨率相機、多光譜相機、高光譜相機等各種成像設備。無人機攝影測量圖像采集的準備工作包括在測繪區域采集相關數據，必要時進行測繪，并考慮周邊有機場和軍事區，然后進行航路規劃，下載航路規劃結果和檢查是否按計劃進行，光控測量根據技術仰角點通常選擇在波動很小的位置。在特殊區域，可以考慮人工地面標記。無人機航測流程合格后，導入地面控制點并重復空中三角測量工作，直到出現限制。

2 無人機航測在土地資源管理中的應用優勢

無人機又稱無人飛行器，是一種裝有動力裝置和導航模塊的飛行器，可以通過無線電設備控制飛行或設置飛行控制程序。總體而言，具有如下優勢。

2.1 流程簡單

在航測前根據無人機的情況，選擇空間比較大的地方供無人機起降，根據地點和項目的主要要求等選擇合適的航測指標，如高度、飛行等，選擇準確的參考點，進行現場測量。利用CORS系統、全球定位系統采集控制點坐標，結合轉換后的控制點，進行空中三加密，將DOM數據與原始圖像、土地利用、土地管理等進行對比分析，獲取滿足未來土地資源管理需求的特殊數據，圖1為無人機航測的流程。

圖1 無人機航測流程

2.2 分析數據的準確性

無人機可利用400m高空進行航測，采集數據，得到高精度DOM結果，生成兩組數據結果，一組采用目視解譯法、另一組采用測繪法消除誤差，得到高精度的航測結果。與其他測繪技術相比，上述結果更準確，對數據進行分析后能獲得更滿意的航測效果。

2.3 成本低、效率高

新型無人機體積較小、采用輕質復合材料，結構簡單，可批量采用，且運行成本低。同時無人機系統對基本可以提供全天候、全天候高分辨率實時成像，測繪效率更高。因此，與傳統測量技術相比，無人機航測技術的主要優勢在于人員成本低，不需要太多人員參與工作，且可以及時反饋。而且，通過無人機技術與信息技術的對接，可以獲得高清、高分辨率的圖像，有利于后續工作的開展，有效提高了我國的土地資源管理領域的技術水平，這些特點表明無人機技術在土地資源管理中的應用具有廣闊的前景[2]。

3 無人機航測技術在土地資源管理中的應用

無人機航測技術優勢明顯，目前無人機航測廣泛應用于國土規劃、地籍測量等相關工作。此外，無人機航測的優勢還體現其在獲取地理信息、監督工程進度、施工現場和工程設計驗收等土地規劃工作中的價值。因此，無人機航測技術今后將繼續在我國土地資源管理中得到更廣泛的應用。因此，需要在土地規劃和土地利用控制方面做大量工作，以確保無人機航測技術的效益得到支持。無人機系統在土地資源管理中有著廣泛的應用。具體來說，基本上有以下4種。

3.1 城市地籍測繪

城市地籍測繪工作是通過測繪工作了解測繪區域的地籍信息，包括區域的位置、面積以及土地質量等信息，是收集測繪區域信息的主要方式，可對區域內的土地信息進行整合。通過城市地籍測繪工作可以有效搜集測繪區域的土地要素情況、面積尺寸以及繪制地籍圖等，并將相關數據存儲起來，隨時供管理部門取用。因此，利用城市地籍測繪工作可以有效完善地籍數據庫，在城市規劃發展工作中和土地管理工作中發揮良好作用。此外，城市地籍測繪工作搜集了測繪區域內各類土地的面積、位置等信息，綜合收集有關地塊、研究區域的位置和使用情況以及許多其他數據的數據，可以非常有效地幫助政府部門進行城市管理決策。傳統的測量方法成本高，對外界因素的依賴度高，與傳統的測繪技術相比，利用無人機航測進行城市地籍測繪成本較低，且大大提高了效率。城市土地再開發是土地資源管理領域的主要工作，與居民生活密切相關。在工作的前期規劃階段，可以使用無人機測量目標區域，為后續的城市規劃工作提供基線，可有效精準測量建筑數據、城區空間分布、停車場區域分布等。

3.2 不動產測繪

不動產測繪的主要目的是在實質性層面為不動產產權管理的實施提供一定的幫助。在不動產產權管理過程中，要做好不動產開發過程中住房數據的統計處理，完善這些數據完整性和準確性。相關人員要從城市規劃入手，分析不動產測繪業務發展。不動產測繪時期，要聚焦測繪新技術，深化不動產管理與測繪的銜接，以及全面開展不動產測繪工作。在不動產產權管理中，城市不動產測繪環節較多，內容較為復雜。因此，需要測繪人員對城市的具體情況進行分析，以進行有針對性地測繪，確保不動產測繪數據的準確性。無人機航測技術具有靈活、準確、分辨率高、獲取城市影像數據快速準確等優點，可廣泛應用于不動產測繪。但雖然無人機航測技術在城不動產測繪領域具有廣闊的發展前景，但也存在諸多不足和問題。例如，無人機在測繪過程中很容易受到高樓的影響，目前還沒有辦法有效的解決這個問題。

3.3 動態監控

隨著城市化進程的加快和土地供應的不斷增加，為綜合分析城市土地利用效益，實現土地利用集約化，國土資源部門應加強監測，對地理信息數據提出更高要求，尤其是數據準確性。利用無人機拍攝航測集中的重點區域。必要時組織相應人員采集控制點，處理數據，生成高精度DOM數據[3]。與數字測繪相比，無人機航測系統具有成本低、操作簡便、實用可靠等優點。我國是一個人口眾多、土地資源有限的國家。土地資源管理者可以使用無人機捕捉管理區域的高分辨率圖像。以15km2的調查面積為例，使用大尺度測量成本高、耗時長。此外，無人機測繪還可以進行地質災害的預防工作。在一些地質災害多發地區，數據監測和預防性維護可以有效預防事故發生。無人機技術可用于監測易受災地區并在目標地區進行航測。對反饋信息進行處理分析，在災害發生前提前進行人員疏散，有效保障地質災區人員和財產安全[4]。

3.4 土地執法監測

在土地執法監測方面，常采用遙感衛星技術，但由于數據傳輸周期長，惡劣天氣下數據監測精度不高，無法為人員提供有效數據。土地執法監測是一項責任重大、時間緊迫的工作，遙感衛星進行土地執法和監督已成為自然資源研究的重要組成部分，但其工作周期比較長，時間比較固定，存在一定缺陷，監控過程容易出現漏洞。例如，一些部門非法占用土地以擴大業務，當達到一定水平時就變成了一個難以改變的硬事實，存在難以及時制止和采取行動的缺點。使用無人機系統可以合理滿足工作需要。無人機體積小、飛行速度快、數據分辨率高，能有效探測目標區域，在一定程度上保護了土地資源。無人機技術的出現，實現了土地資源管理的動態監管和核查，對國土資源違法活動的及時發現，實現了早發現、早停止、早查處的動態核查和監管，可為執法部門及時發現違法用地行為提供及時的技術支持[5]。

4 無人機航測在土地資源管理中的發展前景

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，以及我國低空空域管理的不斷改革，我國無人機航測開辟了新的機遇，將得到更廣泛地應用在各行各業中，同時技術進步也將有助于無人機航測在土地資源管理中的質的發展[6]。主要有以下法則方向。

4.1 傳感器技術

傳感器技術在當前的土地資源管理過程中有著廣泛的應用，商用數碼相機是無人機航測中使用的傳感器之一。隨著傳感器處理技術的發展和成熟，更多的傳感器將應用到無人機上，比如大面積掃描攝像頭，可以有效提高無人機的光度探測和飛行范圍，激光雷達可以進一步擴大其在地面上的應用，提高無人機航測質量，有效提升無人機技術的應用率。

4.2 電池技術

根據控制方式，無人機可分為油式和電動式兩種。其中，油式無人機比較重，操作難度大，對跑道提出了更高的要求。相反，電動無人機的優勢更為明顯，但也受到電池能量密度的影響，導致電池壽命相對較短，有效載荷較小。

4.3 傾斜攝影技術

該項技術旨在準確映射房屋和道路，可以提高準確性，并且可以從側面、正面和背面拍攝圖像。未來，無人機傾斜攝影技術將得到發展[7]。

5 結語

利用高科技工具和最佳實踐提高土地資源管理效率，是國土資源工作者的不懈追求。無人機航測因其獨特的優勢和不斷地發展，在土地資源管理中得到廣泛應用。隨著我國土地資源管理體系的逐步完善，無人機航測的管理和應用受到高度評價，可以全面實現我國國土資源立體化、先進化管理，無人機航測技術也將在土地資源管理中發揮更加重要的作用，我國土地資源管理水平也將進一步提高。