低空無人機遙感影像在國土資源監(jiān)察中的應(yīng)用

宋星杰 垢元培

(河北省地礦局第二地質(zhì)大隊 唐山 063000)

1 前言

國土資源是人類賴以生存的寶貴資源，是實現(xiàn)經(jīng)濟社會發(fā)展的重要保障。當(dāng)前土地資源形勢嚴(yán)峻，耕地銳減與人口劇增形成了巨大的矛盾和反差，因此加強國土資源的監(jiān)察與管理顯得至關(guān)重要。其中國土資源監(jiān)察工作的重要內(nèi)容之一，就是對轄區(qū)內(nèi)違規(guī)占用土地情況做到早發(fā)現(xiàn)、早制止。所以對在重點地區(qū)出現(xiàn)的違法占用土地的情況，除采取已有的手段之外，還需要應(yīng)用一些頻次更高、周期更短、效率更高和更加透明直觀的國土資源監(jiān)察手段，本文先對無人機的發(fā)展和技術(shù)優(yōu)勢進(jìn)行說明，然后再與河北省唐山市豐南區(qū)的試點工作的實例相結(jié)合，來對低空無人機獲取的遙感影像在國土資源監(jiān)察中的應(yīng)用進(jìn)行探討。

2 低空無人機數(shù)字?jǐn)z影測量的發(fā)展現(xiàn)狀及技術(shù)優(yōu)勢

數(shù)字?jǐn)z影測量起源于攝影測量自動化的實踐，即利用相關(guān)技術(shù)，實現(xiàn)真正的自動化測圖。隨著數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)不斷高速發(fā)展，它可以實現(xiàn)使用傳感器直接獲取的數(shù)字影像輸入計算機，通過一系列的計算機輔助技術(shù)產(chǎn)生大比例尺的正射影像。作為傳感器采集平臺的無人機最早出現(xiàn)是在1917年，直到20世紀(jì)80年代隨著相關(guān)行業(yè)的發(fā)展，無人機技術(shù)得到了不斷的改進(jìn)，使得無人機在續(xù)航時間、穩(wěn)定性、搭載能力方面都得到了空前的發(fā)展。通過無人機飛行平臺搭載高分辨率傳感器，并使用遙感技術(shù)在系統(tǒng)中集成應(yīng)用，可以獲得小面積、大比例尺、現(xiàn)勢性強的遙感影像數(shù)據(jù)。它是衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)的補充，它有機動、靈活、安全、成本低、操作簡單、周期短、效率高等優(yōu)點。

3 在唐山市豐南區(qū)的試點工作的實例

3.1 實例背景

唐山市豐南區(qū)國土資源局為了全面落實“預(yù)防為主、事前防范與事后查處相結(jié)合”的執(zhí)法監(jiān)察工作方針，及時發(fā)現(xiàn)、及時制止、及時查處國土資源違法行為，加大執(zhí)法監(jiān)察力度，減少違法損失，服務(wù)經(jīng)濟建設(shè)，維護(hù)國土資源管理秩序。并根據(jù)相關(guān)政策的要求，為進(jìn)一步加強國土資源執(zhí)法監(jiān)察工作，制定了采用無人機低空航攝及遙感技術(shù)對國土資源執(zhí)法監(jiān)察進(jìn)行巡查工作的實施方案,并以豐南區(qū)小集鎮(zhèn)為試點開展采用低空無人機航攝及遙感技術(shù)進(jìn)行土地執(zhí)法巡查工作。

3.2 技術(shù)路線圖

在采用無人機低空航攝及遙感技術(shù)對豐南區(qū)小集鎮(zhèn)開展采用低空無人機航攝及遙感技術(shù)進(jìn)行土地執(zhí)法巡查工作時，采用圖1技術(shù)路線圖。

3.3 制作無人機正射影像

無人機獲取影像數(shù)據(jù)的主要步驟為：根據(jù)監(jiān)察計劃制定航攝范圍，布設(shè)地面像控點，現(xiàn)場勘察起降地點，分區(qū)域規(guī)劃飛行航線高度、航線、架次，執(zhí)行飛行計劃，檢查飛行數(shù)據(jù)。

通過影像自動處理系統(tǒng)對獲取的影像進(jìn)行處理加工，分別是①向系統(tǒng)導(dǎo)入：包括航攝像片、飛行姿態(tài)數(shù)據(jù)、地面像控點；②像控點測量：在所采集的影像上進(jìn)行真實坐標(biāo)的刺點操作；③影像平差：先提取像片公共點是影像的內(nèi)定向操作，之后根據(jù)像控點測量結(jié)果進(jìn)行平差計算；④制作正射影像：通過影像的鑲嵌、融合生成正射影像數(shù)據(jù)。

3.4 變化圖斑提取

對同一地點不同時期的影像數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加分析，分別采取軟件解譯和人工檢查的方法來獲取變化圖斑(圖2)。

圖1 豐南區(qū)小集鎮(zhèn)低空無人機航攝及遙感技術(shù)土地執(zhí)法巡查工作技術(shù)路線圖

圖2 影像數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加分析變化圖斑對比圖

3.5 變化圖斑的處理

將變化圖斑信息統(tǒng)計匯總(包括影像圖、圖斑信息表)送達(dá)土地執(zhí)法部門，由土地執(zhí)法部門進(jìn)行實地核查，根據(jù)反饋違法信息情況制作動態(tài)巡查臺帳。其內(nèi)容包括：巡查時間、巡查路線、巡查情況和巡查人員等情況，以及違法行為人的基本情況，違反國土資源管理法律、法規(guī)的基本事實，根據(jù)違法圖斑的地類和面積進(jìn)行分類。制作完畢后，由豐南區(qū)國土所簽字確認(rèn)。并將結(jié)果組卷上報唐山市局，依法依規(guī)進(jìn)行處罰。

4 總結(jié)

通過在豐南區(qū)進(jìn)行的試點工作，低空無人機在國土資源監(jiān)察的應(yīng)用體現(xiàn)了高效、全覆蓋、透明的土地執(zhí)法巡查，從源頭上杜絕了執(zhí)法不公平。利用每月的影像結(jié)合土地利用圖和土地規(guī)劃圖，制作鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地利用影像圖，對各鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府土地利用決策提供技術(shù)支持，從而做到了土地利用合理化。低空無人機的機動靈活、時效性強，從而做到了早發(fā)現(xiàn)，早制止，降低了執(zhí)法難度。在無人機日常巡查的同時，加大了宣傳的力度，提高了人民群眾合法利用土地的意識，降低了違法用事件的發(fā)生。隨著低空無人機遙感影像技術(shù)的發(fā)展，它將會提升更強的性能得到更廣泛的應(yīng)用。

[1]張祖勛,張劍清.數(shù)字?jǐn)z影測量學(xué)[M].武漢:武漢大學(xué)出版社,1997.1

[2]孫家柄主編 遙感原理與應(yīng)用2版[M].武漢:武漢大學(xué)出版社，2009.6

[3]李德仁,李明.無人機遙感系統(tǒng)的研究進(jìn)展與應(yīng)用前景[J].武漢大學(xué)學(xué)報(信息科學(xué)版),2014,39(5).