基于无人机的测绘技术在土地调查中的应用与发展研究

基于无人机的测绘技术在土地调查中的应用与发展研究

王鹏

北京世纪农丰土地科技有限公司海南分公司 海南海口 570205

摘要：随着现代科技的快速发展，特别是无人机技术的日益成熟和普及，基于无人机的测绘技术在土地调查领域展现出巨大的潜力和优势。相比传统测绘方法，无人机测绘技术具有灵活、高效、精确等诸多优点，已经在土地调查和相关领域取得了显著的成果和应用。本文主要分析基于无人机的测绘技术在土地调查中的应用与发展研究。

关键词：：无人机摄影测量；土地调查；动态监测；应用

引言

传统的土地调查方法存在一些局限性，在现代化、高效化的土地管理和规划中难以满足需求。例如，传统的地面测量需要大量人力、物力和时间投入，且受到地形复杂和难以进入的区域的限制；遥感影像获取与分析受限于卫星遥感的分辨率和时效性等问题。而基于无人机的测绘技术突破了这些限制，能够快速高效地获取精确的数据，提供更全面、详细的土地信息，为土地调查和规划提供重要支持。

1、传统土地调查方法的局限性

传统土地调查方法存在多种局限性，这些局限性对于现代化、高效化的土地管理和规划提出了挑战。传统土地调查方法通常需要大量的时间和人力资源。从数据采集到数据处理和分析，需要花费较长的时间和高度专业化的人员组织和执行。这导致了土地调查工作的周期延长，并且可能无法及时满足快速发展的土地需求。传统地面测量方法在地形复杂或难以进入的区域面临困难。例如，山区、森林、沼泽等地形条件复杂的区域，以及私人土地和军事禁区等限制性区域。这些地方往往无法通过传统的测量仪器和手段进行详细的土地调查。传统土地调查方法的数据获取精度有限，往往无法满足高精度制图和空间分析的需求。此外，由于操作复杂性和成本高昂，传统方法无法实现大范围的数据采集，导致部分土地信息缺失或不准确。传统土地调查方法在数据处理和管理方面存在一定的困难。数据采集后需要经过复杂的处理和整理，容易出现人为误差和数据丢失的情况。此外，传统的数据存储和管理方式较为分散，不便于多部门间的共享和协作。

2、无人机测绘技术的原理与特点

无人机摄影测量技术通过从1个垂直、4个倾斜、5个不同的视角同步采集影像，获取到丰富的建筑物顶面及侧视的高分辨率纹理。无人机摄影测量技术能快速、高效获取测量区域数据信息，同时与高清实景三维建模相结合，通过相应软件分析处理所获得的影像资料，构建出区域内高分辨率三维模型。在应用无人机航测技术测绘时，可根据测绘区域的地形地貌、气候特征等，灵活、及时地调整航向、航高与航速等，使无人机与搭载的测绘器面对不同情况快速做出不同反应，并尽可能获取高精度数据与高分辨率遥感影像信息。除此之外，在测绘任务中，无人机车载系统可迅速到达作业区附近设站，根据任务要求每天可获取数十至两百平方公里的航测结果。与传统测绘方式相比，无人机摄影测量技术优势显著。从测绘方式来看，传统测绘采用的是接触式、近距离测绘方式，测绘作业会受光照等因素影响，而无人机摄影测量技术采用非接触式、远距离测绘方式，不受光照影响，白天、黑夜都可作业。从测绘效率来看，传统测绘技术用时长、速度慢、效率低和劳动强度大，而且还只能测绘点到点的距离。

3、基于无人机的测绘技术在土地调查中的应用

3.1地形测量与模型重建

基于无人机的测绘技术在土地调查中可以通过地形测量和模型重建提供重要的数据支持。无人机搭载的高分辨率航拍摄像头和/或激光雷达设备能够实时获取地面数据，并生成准确的数字地面模型。首先，使用无人机进行地形测量可以获取详细的地形数据。无人机航飞时可通过连续拍摄航空影像或激光雷达测量地表的高程信息，从而得到地表地形的数据。这些数据可以用于土地规划、地貌分析、土地勘查以及灾害评估等方面。无人机的高效率和灵活性使得地形数据采集更加迅速和便捷。其次，在地形数据的基础上，无人机测绘技术还能实现地形模型的重建。通过对航拍影像或激光雷达数据进行处理与分析，可以生成三维地形模型（DTM）或数字地面模型（DEM）。这些模型提供了地表地形的精确表示，可被用于三维可视化、地质分析、水文模拟等应用中。无人机在地形测量和模型重建中的应用具有多重优势。首先，它能够获取高分辨率的数据，能够捕捉到细微的地形特征和变化。其次，在复杂或难以进入的地区，无人机可以飞越障碍物，实现对地形的全面覆盖。此外，无人机测绘技术操作简便，成本相对较低，大大提高了数据采集的效率。

3.2遥感影像采集与分析

基于无人机的测绘技术在土地调查中可以通过遥感影像采集和分析提供全面的土地信息。无人机搭载的多光谱或高光谱相机能够获取高分辨率、高质量的遥感影像。首先，无人机的遥感影像采集能够提供详细的土地信息。通过携带相机进行航拍，无人机能够获得大规模土地区域的高分辨率影像。这些影像可以捕捉到土地利用、植被覆盖、土地变化等多种特征，并能够提供对土地状况的全面描述。其次，通过对采集到的遥感影像进行分析，可以获取各种土地属性的定量数据。无人机搭载的相机通常包括多个波段，能够获取多光谱信息，从而实现对土地上不同植被类型、土壤含水量等指标的遥感监测。这些数据可以用于土地利用分类、植被状况评估、土壤湿度监测等方面，为农业、生态环境保护等领域提供重要参考。另外，遥感影像还能够用于土地变化检测和监测。通过对历史遥感影像和当前影像进行对比分析，可以识别土地利用/覆盖类型的变化情况以及土地分布的演变。这有助于了解土地利用演变趋势、评估人类活动对土地资源的影响，为土地规划和管理提供科学依据。

3.3数字地图生成与更新

基于无人机的测绘技术可以用于数字地图的生成与更新，为土地调查和规划提供准确、实时的地理信息。首先，无人机搭载高分辨率相机可以进行航拍，获取具有高精度和丰富信息的航空影像。通过对航拍影像进行处理和配准，可以生成高精度的基础地图。这些数字地图能够准确记录土地边界、道路、建筑物、河流等地理要素，为土地管理和规划提供可靠的空间参考。其次，通过结合地面控制点和全球定位系统（GPS）等技术，可以实现无人机航摄数据与地理坐标的精确匹配，从而生成高精度的数字地图。这些数字地图可以提供详尽的土地属性信息，包括土地利用类型、地形高程、资源分布等，为土地调查和规划提供重要的数据支持。另外，无人机技术还可以用于数字地图的更新。当需要更新土地信息时，无人机可以快速重新采集航空影像，并通过与历史影像进行比较，识别和记录土地的变化和更新情况。根据变化信息，可以及时更新数字地图，确保土地信息的准确性和实时性。

结束语

总之，基于无人机的测绘技术为土地调查和规划提供了新的解决方案和机遇。它使得土地调查工作更加高效、精确，并为政府决策和社会发展提供了重要的空间参考。期望未来无人机测绘技术能够不断创新和完善，为我国土地管理和规划做出更大的贡献。

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