無人機技術(shù)在土地整治項目中的應(yīng)用探討

羅獻棟

（吉安市國土資源局 江西吉安 343000）

1 引言

隨著我市經(jīng)濟建設(shè)迅猛發(fā)展，各地區(qū)的地貌發(fā)生巨大變遷。原有的傳統(tǒng)航空遙感技術(shù)手段已無法適應(yīng)經(jīng)濟發(fā)展的需要，以無人駕駛飛機為空中遙感平臺的技術(shù)，能夠較好地滿足現(xiàn)階段我市對航空遙感業(yè)務(wù)的需求，特別是在土地整治項目中無人機攝影測量能夠適應(yīng)復(fù)雜地形以及相關(guān)自然環(huán)境的影響，不僅能滿足低空勘測需求，還會有較好的采編效果，十分適合應(yīng)用在土地整治等相關(guān)項目。

2 無人機攝影測量技術(shù)概述

無人駕駛飛機(Unmanned Aerial Vehicle)簡稱UAV。在20世紀(jì)初期研發(fā)成功，至今已經(jīng)有80多年的歷史，在測繪領(lǐng)域中充當(dāng)著非常重要的角色，能夠準(zhǔn)確的測繪到地表的一些信息及數(shù)據(jù)，為多種形式的地圖測繪提供了有利的數(shù)據(jù)支撐。航空攝像測繪是地理信息獲得的重要途徑，相對傳統(tǒng)的航空測繪技術(shù)高度依賴天氣及機場的條件，多以存在著航拍時間長和成本高的不足，這樣就對數(shù)字?jǐn)z影測量的方法在較大的比例尺地形圖繪制應(yīng)用上產(chǎn)生了局限性。如對衛(wèi)星遙感平臺的應(yīng)用，它受到軌道的要求，過頂?shù)臅r間是不變的，不能滿足實時需求.對于測繪數(shù)據(jù)的取得時間較長，不能達到應(yīng)急觀測的需求。對于載人飛機而言，它不會受到軌道和時間的限制，可是會受到自然災(zāi)害的威脅，導(dǎo)致不能起飛作業(yè)。微波遙感這些方式不會受到自然條件的限制。因為勘測原理的不同。所以無法代替能夠見光及紅外遙感在勘測工作中的使用。

無人機攝影測量的主要特點：（1）成本控制具有靈活性，使用的方法非常簡單，另外勘測的地點和時間不受限制，而且不需要專業(yè)的起降場所；（2）技術(shù)先進，該系統(tǒng)具備較成熟的整體系統(tǒng)的集成技術(shù)且具有占用體積較小的優(yōu)點；（3）不會受到天氣的局限性，可以達到復(fù)雜地形以及低空云下的勘測條件；（4）擁有非常高的清晰度和圖像分辨率，同時數(shù)據(jù)采集量非常大，數(shù)據(jù)化較強，因具備高采編性的優(yōu)勢，能夠達到不同級別項目的要求，有利于項目的管理［1］；（5）關(guān)于維護的相關(guān)工作不復(fù)雜而且工程的安全系數(shù)非常高。

3 土地整治

土地整治是指對利用率低、未利用、不合理利用、以及生產(chǎn)建設(shè)活動和自然災(zāi)害毀壞的土地進行整治，從而提高土地利用效率的活動［2］。土地整治是對存量土地進行合理分配并應(yīng)用、強化節(jié)約集約用地、適時補充耕地和提升土地產(chǎn)能的重要手段，對土地建設(shè)有著深遠的意義。

我市屬山地丘陵地貌，這就造成了人均可耕種土地較少。在這個背景下，如何科學(xué)合理的利用土地，提高土地利用效率，土地整治工作十分重要。在我市將土地整治與農(nóng)村特色產(chǎn)業(yè)發(fā)展，特別是與農(nóng)村脫貧攻尖工作相結(jié)合，利用土地整治項目帶動地方特色產(chǎn)業(yè)發(fā)展，保障城鎮(zhèn)建設(shè)用地供給、促進地方經(jīng)濟、保護耕地、統(tǒng)籌城鄉(xiāng)發(fā)展的重大戰(zhàn)略。然而傳統(tǒng)的土地整治方法存在著測量不全面、精度低等問題，導(dǎo)致土地整治項目受到很大制約，給土地整治帶來阻礙。隨著計算機技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、遙感技術(shù)、通訊設(shè)備等技術(shù)的快速發(fā)展，無人機攝影測量也有了很大程度上的發(fā)展，尤其是在低空航測方面應(yīng)用十分廣泛，對復(fù)雜的野外環(huán)境提供了較好的解決方案。通過有效的土地整合，可以促進我市土地整治項目及高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田的建設(shè)工作有效開展、推動城鄉(xiāng)一體化、促進新農(nóng)村建設(shè)、建設(shè)生態(tài)文明新農(nóng)村，對我市土地資源的利用大有幫助。

4 無人機攝影測量技術(shù)在土地整治中的應(yīng)用

將無人機攝影測量技術(shù)應(yīng)用在土地整治項目中，按照施工前后可劃分為前期、中期，后期三個時間段，三個階段緊密結(jié)合，缺一不可。在前期主要包括工作區(qū)的選擇、工作區(qū)勘察、預(yù)算、及系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置等一系列準(zhǔn)備工作的部署。中期主要是無人機在工作區(qū)飛行成像的過程，通常包括兩次飛行，首次飛行可以快速生成大比例尺的DOM-數(shù)字正射影像圖（DOM，Digital Orthophoto Map），當(dāng)需要某個特定區(qū)域的詳細信息時，可以進行第二次飛行，檢查施工的初期效果及進度等，有利于項目下一個階段的工作安排。后期通常是用于成果評價，對整個工作區(qū)的航拍效果進行質(zhì)檢，對整個土地整治項目尤為重要。

具體步驟如下：

項目前期：根據(jù)土地整治項目的具體要求，按照區(qū)域進行劃分，項目區(qū)的選擇十分重要，務(wù)必重視，關(guān)乎整個土地整治項目的進程開展及精度；確定選擇區(qū)域的坐標(biāo)位置，方便后期成圖；實地了解工作區(qū)地形，考察是否有障礙物，確定飛行大致高度，避免障礙物的影響；做好詳細規(guī)劃，規(guī)劃飛行時間、飛行角度等參數(shù)設(shè)置；按照項目標(biāo)準(zhǔn)要求做好預(yù)算，對整個項目進行規(guī)劃安排。

項目中期：工作區(qū)外業(yè)飛行，根據(jù)項目前期確定的飛行高度及飛行區(qū)域，進行均勻的試飛行，為了飛行的質(zhì)量，盡量保證速度不要過快，轉(zhuǎn)彎不能過猛；對首飛的航攝相片進行檢查，如果存在大片模糊或局部變形等情況，應(yīng)進行第二次飛行，對不合格區(qū)域進行重點補飛；對飛行航測的數(shù)據(jù)進行處理，首先進行預(yù)處理，糾正畸變誤差，生成DEM-數(shù)字高程模型（Digital Elevation Model)，再將多幅影像圖進行拼接、鑲嵌、融合等處理，形成一幅清晰高質(zhì)量的影像圖［3］。

項目后期：根據(jù)項目中期生成的清晰高質(zhì)量的影像圖進行實地勘察，確保影像圖通俗易懂，能較為明晰的看懂圖上表達內(nèi)容，可以劃分樣區(qū)進行考察；對工作區(qū)實地考察需征求當(dāng)?shù)卣?、群眾等意見，設(shè)置計劃，廣泛參與，對工作區(qū)精細化檢查，完成質(zhì)檢，對不符合整治要求的區(qū)域應(yīng)提出解決方案，直到完成整個工作區(qū)的規(guī)劃整治要求。

5 無人機的應(yīng)用土地整治的優(yōu)勢

（1）減少了工作時間，提升工作效率

在所用時間的比較上，常規(guī)測量方法耗時久，無人機攝影測量進行土地整治，根據(jù)項目需求設(shè)定工作區(qū)，無人機進行有計劃的飛行采集，大大縮短了成圖時間，且分辨率較高，降低了因分辨率過低而多次飛行的問題，而且產(chǎn)生的影像圖包含相應(yīng)的基礎(chǔ)地理信息，有效提高了工作效率。

（2）減少野外實地考察的投入，降低成本

傳統(tǒng)測量方法各有不同的缺點，主要存在這分辨率低的問題，需要耗費大量的人力去實地考察，成本大，而且精度存在偏差，影響較大。無人機攝影測量運用在土地整治項目上，減少了人為偏差帶來的精準(zhǔn)度不足等問題，省時省力，減少支出成本，且具備精度高的優(yōu)勢。

（3）測圖精度高、可達 1:1000

無人機為低空飛行，飛行高度低，在50-1000m左右，屬于近景航空攝影測量，攝影測量精度可以達到亞米級，精度范圍通常在0.1-0.5m左右，符合1:1000的測圖要求，能夠滿足土地整治等精細測繪的需要［4］。

（4）靈活性、機動性和安全性

無人機體積小，操作靈活，起飛降落地點沒有過多限制，機動性強；且受空中管制和氣候的影響較小，能夠在惡劣環(huán)境下直接獲取影像，即便是設(shè)備出現(xiàn)故障，也不會出現(xiàn)人員傷亡，具有較高的安全性［5］。

（5）周期短、效率高

對于面積較小的大比例尺地形測量任務(wù) （10-100km2），傳統(tǒng)作業(yè)方式受天氣和空域管理的限制較多，大飛機航空攝影測量成本高［6］；而采用全野外數(shù)據(jù)采集方法成圖，作業(yè)量大，人力、物力、財力耗費過大。而將無人機遙感系統(tǒng)進行工程化、實用化開發(fā)，則可以利用它速度快、機動性強、精度高、成本低，在輕霧、陰雨天也能獲取滿足精度要求的影像，并且可對不滿足項目要求的區(qū)域可以進行多次飛行，直到滿足精度要求為止等優(yōu)勢來輔助土地整治項目的開展。無人機技術(shù)應(yīng)用在土地整治項目中，可以將大量的野外工作轉(zhuǎn)入內(nèi)業(yè)進行處理，既能減輕勞動強度，又能提高作業(yè)的效率和精度，對我市土地整治項目工作的開展具有深遠的指導(dǎo)意義。

6 結(jié)束語

總而言之，無人機攝影測量技術(shù)在土地整治項目當(dāng)中的應(yīng)用，能夠進一步提升項目工作效率，有效縮短工期，并在項目前期、中期及后期結(jié)合實際情況，技術(shù)層面上給予科學(xué)的幫助，具體細化的領(lǐng)域綜合各方意見，從而促進項目的順利完成，完成土地整治工作。