无人机航测技术在土地整理与开发中的应用研究

无人机航测技术在土地整理与开发中的应用研究

张立伟

沙河市自然资源和规划局  河北 沙河

摘要：土地整理工作需要以测绘结果开展工作，所以测绘结果的精度是土地整理干工作的关键。目前土地整理工作中的测绘技术应用还存在一定问题，对后续工作开展十分不利，技术、观念、环境等因素，都会对测绘结果造成影响。因此，需要结合实际情况采取措施，解决土地整理过程中的测绘问题，保证土地整理工作质量。

关键词：无人机航测技术；土地整理与开发；应用

中图分类号：P25

文献标识码：A

引言

随着国土空间规划的不断推进，各地区对第三次土地调查结果的完善与复核工作逐步展开，现阶段的土地调查结果主要以抽样选点的方式进行人工实地复核，这种方式效率较低，受地形地貌及环境条件限制较为严重，不利于土地整理与开发工作有序推进。为此，本文将研究如何通过无人机技术实现土地分类识别与整理等工作。针对国土资源管理工作量大、人力成本高等特点，无人机航测技术将带来十分显著的改观，其航测效率高，不受地形地貌的影响，受气候限制相对较小。利用无人机搭载ＲＴＫ设备与高清成像设备将准确地实现土地信息的采集，为后续土地整理与开发奠定基础。

1无人机航摄技术介绍

1.1无人机系统组成

无人机系统组成大致可分为5个部分，分别是动力系统、地面站系统、飞控系统、任务载荷系统、通信导航系统。动力系统主要是为无人机提供能量，用来完成无人机的航飞任务；地面站系统负责数据采集前的航线规划、任务提交，用于在航飞过程中无人机飞行状态的监测和航飞成果质量的检查；飞控系统主要负责无人机按照提交的任务进行有续飞行；任务载荷系统主要是根据不同需求搭载不同的数据采集设备；通信导航系统负责飞机在飞行过程中的定位，负责GPS信号等的发送与接收。目前，主流的无人机都搭载高精度的定位系统，可以达到米级的精度，对于装载了后差分或实时差分设备的无人机来说，定位可以达到厘米级，完全可以满足绝大多数项目的需求。

1.2无人机垂直摄影

垂直摄影是指飞行平台搭载垂直向下的相机进行数据采集，这种作业方式效率高、精度可满足部分项目需求。主要依据共线方程对数据进行解算，涉及到的主要环节有影像金字塔创建、特征点检测与提取、特征点匹配与平差、像控点转刺与平差、数字表面模型匹配与编辑、单张影像纠正、影像镶嵌与输出。

1.3无人机倾斜摄影

倾斜摄影是相对垂直摄影来说的，是指在飞行平台上搭载多台影像传感器，完成对地物多角度全方位的数据采集，生成测绘产品。常见的搭载的有大势智慧的摇摆2镜头，飞盟的扫摆9镜头和主流的5镜头。其中5镜头常见的是由1个垂直镜头和前、后、左、右4个侧视镜头组成，垂直镜头主要从顶部进行采集，侧视镜头主要采集建筑物侧面影像信息。基于倾斜摄影技术生产的成果主要为实景三维模型，传统的4D产品可基于实景三维模型进行生产。实景三维模型生产主要的环节有多视影像联合平差、多视影像密集匹配、密集点云生成、不规则三角网构建、立体白膜生产和纹理映射贴图输出，该技术较垂直摄影测量，生产的产品包含的信息更加丰富，精度更高，更能满足人们对测绘产品的需求。

2无人机航测技术在土地整理与开发中的应用

2.1土地违法测量中无人机测绘外业数据有效采集

对土地违法的有效监管，需要通过测量获得违法使用或占用土地面积的真实数据信息。当前，应用无人机测绘技术中的无人机倾斜摄影测量技术，能更好完成对土地执法测量工作的任务。在土地执法实际外业测量过程中，无人机倾斜摄影测量技术的应用是通过利用无人机低空飞行过程中携多部高性能的专业测量摄影相机，机动灵活、高效快速准确地实现对土地违法数据的采集或拍摄。为了能够顺利完成测量任务，获得更为准确的数据信息，需要从事外业测量的技术人员，在条件具备的情况下，航测前要对违法地块的区域内多方位影像控制点进行准确布设。一般情况下，选择红色或者白色油漆制作出醒目的像控点，像控点布设完成后，可用无人机先试飞拍摄来确定像控点设置的有效，然后再正式进行航测。无人机操作时应严格按照无人机操作规范，执行无人机测量作业。在完成违法土地测量任务后，相关技术人员需要及时制作出像控点点位分布略图以及点位信息数据表，准确地描述出每个像控点的方位及准确点位，为内业工作提供便利。

2.2土地开发整治

为了提升土地的质量，我国每年都在对大面积的土地进行开发与整治。无人机航测技术主要负责完成影像数据的航拍，然后利用航拍成果进行正射影像图和数字线划图的生产。正射影像图可以用来规划线路，便于在开发整治的过程中少走弯路；数字线划图主要提供等高线和高程点，便于在整治前，对土方量、坡度等进行计算，然后估算成本费用以及工期，根据计算数据给出最优的实施方案，有助于提高工作效率，节约开支。整治完成后，基于数字化成果，有助于后期对土地进行动态管理。

2.3土地利用动态监测

国家每年都会对土地的性质进行核查，通过对2个时间节点的影像对比分析，找出土地使用性质可能发生变化的部分，被确定为疑似图斑，下发到每个地方，然后通过实地举证进行说明。在全国影像获取方面，主要依靠高分辨率的遥感影像，在举证的时候，可采用无人机从远景、近景进行航摄，获取土地真实使用性质的举证图片，用来对图斑的用途进行说明。在国土三调外业举证期间，对于部分困难地区，就采用了无人机举证，有效的提升了外业效率，且减小了外业风险，提升了数据获取的质量。对于国家部门核查图斑人员来说图斑证据更有利于对图斑的使用性质进行定性。

2.4地质灾害监测

地质灾害每年频发，严重影响着人们的财产和生命。地质灾害发生具有随机性、不定时性，采用传统的人工核查，可能会对核查人员带来安全隐患，寻求一种安全高效的核查方式迫在眉睫。利用无人机搭载垂直镜头可以获取地质灾害裂缝，但是不具有三维场景，不利于分析。近年来兴起来的倾斜摄影技术和贴近摄影测量技术采集影像数据，利用三维建模软件获得实景三维模型，将模型导入第三方平台，利用平台中地质灾害模拟的功能，对灾害发生的诱因进行分析，从而对发生灾害后带来的损失进行评估。结合多期数据，监测裂缝裂开速度，监测灾害点水平和垂直位移，尽早预测灾害，撤离群众，减少损失。专业人员对各种数据的深入分析，可以提高预测灾害的成功率，将可能发生灾害带来的损失降到最低。

2.5应用在土地整理施工中

施工是土地整理中的重点工作，在将测绘技术应用在施工阶段中，工作人员可以结合现场实际情况，以及制作的土地图纸情况，对即将开发整理土地与闲置土地之间的界限作出明确。在土地整理施工中，工作人员要将测绘技术优势发挥出来，为各环节工作的开展提供准确的数据信息，并对施工难易程度作出合理判断，促使整个土地整理施工工作能够具备较强可操作性。测绘技术可以为土地整理工作的开展提供更多保障，高质量完成土地数据测量工作与数据收集工作，并制定土地整理工程方案与工作计划，对土地规划建设方向作出明确，从而节约更多施工成本。

结束语

综上所述，在土地整理项目施工工作开展中，工作人员对于测绘技术的重要作用要有正确认识。根据项目实际情况，将测绘技术应用在土地整理规划环节、设计环节以及施工环节中，促使各项工作都能够严格按照规定标准进行。

参考文献：

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