基于土地整治項目工程量復核方法的科技創(chuàng)新
——無人機航測技術(shù)在云南省土地整治項目工程量復核中的實踐

■ 袁千淇/白 帆/李和忠/廖順寬

（云南省國土資源規(guī)劃設計研究院，昆明 650216）

0　引言

土地整治項目工程量復核，是針對土地整治項目主要建設指標完成情況及各項工程完成量進行全面核實的一項技術(shù)性工作；是一項涉及規(guī)劃、可研、竣工測量等的繁雜工程，時間緊、任務重，技術(shù)要求高，政策性很強。土地整治項目工程量復核方法的科技創(chuàng)新，是加快土地整治項目工程量復核工作的有效手段，是提升社會管理效能的新型工具，同時也是大力推進科技自主創(chuàng)新、切實提高保障服務能力的重要舉措，利于有關(guān)部門創(chuàng)新服務模式，積極推動國民經(jīng)濟社會信息化，及時掌握所需動態(tài)地理信息，從而保障經(jīng)濟社會健康快速發(fā)展。

1　土地整治項目工程量復核的常規(guī)方法及內(nèi)容

1.1　復核的概念

土地整治項目工程量復核是通過項目工程量初步對比、基本工程量復核、現(xiàn)場復核和細部工程測繪，準確測評土地平整工程、農(nóng)田水利工程、田間道路工程、農(nóng)田防護生態(tài)環(huán)境工程等竣工完成的數(shù)量和質(zhì)量，計算工程量的增減比率，完善驗收的組織程序，強化項目實施的過程管理和項目最終驗收的質(zhì)量，確保國家的巨額投資能夠充分發(fā)揮效益，實現(xiàn)土地整治項目驗收的重要階段。

1.2　復核程序

復核工作一般是在項目完成建設任務及竣工圖編繪、竣工報告編制、變更資料審批及簽證結(jié)算完成的前提下進行的。首先是根據(jù)復核作業(yè)指導書，分析規(guī)劃設計工程量、變更工程量和報告完成工程量之間的差異。其次是明確有批準文件的變更工程數(shù)量，確定復核重點，對變更項目較大、資料不完善、涉及金額較大的，進行重點復核。最后是根據(jù)經(jīng)批準的規(guī)劃設計文件、規(guī)劃圖、變更設計、變更設計申請、變更設計批復、竣工報告、竣工圖等資料進行現(xiàn)場復核，對新建工程項目進行現(xiàn)場巡視，清點數(shù)量，用GNSS-RTK、全站儀、鋼尺等測量設備進行現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集，并作好記錄，對項目建設范圍、土地平整范圍、開發(fā)范圍、田間道路、農(nóng)田水利（溝、渠）、水工建筑物（水池、水窖）位置進行實地測量和數(shù)據(jù)采集。

1.3　復核方法

根據(jù)項目區(qū)的實際情況主要采取以下幾種方法綜合進行：①現(xiàn)場勘測法，即對項目區(qū)建設規(guī)模、土地平整工程、灌溉與排水工程、田間道路工程、農(nóng)田防護與生態(tài)環(huán)境保持工程及其他工程所涉及的面積、長度、斷面結(jié)構(gòu)型式等進行現(xiàn)場測量；②理論計算法，即對挖方（填方）、客土、混凝土、墊層、砌石等隱蔽工程依據(jù)規(guī)劃設計、竣工簽證等資料，結(jié)合現(xiàn)場勘測數(shù)據(jù)計算相應新增耕地及工程量；③對比分析法，通過對項目區(qū)地形圖、影像圖、規(guī)劃設計圖、工程設施平面布置圖、規(guī)劃設計變更圖、竣工圖及項目實施前后土地利用現(xiàn)狀圖等進行對比分析，針對工程設施存在變更的地方和項目區(qū)內(nèi)地類、地物不一致的區(qū)域重點復核，通過對平整區(qū)域內(nèi)的地形與項目實施前原始地形地貌對比分析，確認平整區(qū)并測量計算面積；④抽樣調(diào)查法，對部分設施采取間隔采樣的方式獲取其寬度、深（厚）度、墊層厚度等斷面數(shù)據(jù)，對于同一斷面結(jié)構(gòu)的設施，取平均值作為最終的斷面數(shù)據(jù)；⑤破壞性檢測法，對混凝土、鋼筋、漿砌石、墊層、面層等隱蔽工程必要時可采取破壞性檢測法進行復核。復核程序及工作內(nèi)容主要包括資料查閱分析、外業(yè)數(shù)據(jù)采集、內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)整理、工程量復核報告編寫、復核圖繪制等。

1.4　復核內(nèi)容

復核的內(nèi)容為：主要建設指標（建設規(guī)模、新增耕地、新增耕地率）、土地平整工程（平整面積、土石方挖填、表土剝離等工程量）、灌溉與排水工程（溝渠、管道等工程的長度、斷面，土石方挖填、漿砌石等工程量；水池、水窖等工程的位置、數(shù)量、尺寸，土石方挖填、漿砌石等工程量）、田間道路工程（田間道、生產(chǎn)路等工程的長度、斷面，土石方挖填、漿砌石等工程量）、農(nóng)田防護及生態(tài)環(huán)境保持工程（擋墻等工程的長度、尺寸，土石方挖填、漿砌石等工程量、防護林等工程的數(shù)量）、其他工程（按照實際情況確定）。通過對土地整治項目建設規(guī)模、新增耕地、土地平整、灌溉與排水工程、田間道路工程、農(nóng)田防護與生態(tài)環(huán)境保持工程及道路、溝渠、擋墻等的長度和范圍進行寬度、斷面尺寸量測等，然后根據(jù)實測資料計算土石方量、土地平整區(qū)面積，將現(xiàn)場測量的數(shù)據(jù)進行編輯處理，與收集到的項目規(guī)劃設計資料、竣工資料及相關(guān)證明材料等逐一進行對比分析，編制工程量復核圖、編寫土地整治項目工程量復核報告。

2　常規(guī)方法復核存在的主要問題

以云南省為例，云南省土地整治項目工程量復核工作自2009年開展以來，在已開展的1000多個土地整治項目中，有近半數(shù)的項目尚未進行工程量復核和提交最終工程量復核報告，嚴重影響了整個復核工作的推進，究其原因，主要存在以下問題。

2.1　在竣工資料不齊的情況下申請工程量復核

許多項目在資料尚未完備的情況下，為了趕驗收進度，項目建設單位承諾各種資料已準備齊全，提前向省國土資源廳申請（在驗收權(quán)限下放之前）進行工程量復核；省國土資源廳根據(jù)申請，下達土地整治項目工程量復核任務書；承擔工程量復核的單位組織復核，當復核人員到達州、縣項目區(qū)現(xiàn)場后，收集資料時才發(fā)現(xiàn)提供用于土地整治項目工程量復核工作的基本資料并不齊全（如：缺少項目變更資料、變更批復資料、缺少項目竣工圖、缺少竣工報告等情況較多,有的項目完成竣工后長達九年還未申請復核，歷經(jīng)人員多次變動，造成資料丟失等）。按理說可暫停復核工作，但復核單位苦于難以承受的時間成本及往返路程的經(jīng)濟成本等多重壓力，在提交資料不全的情況下，只能根據(jù)施工方實地指認，按現(xiàn)狀進行了外業(yè)工程量復核數(shù)據(jù)采集工作，當工程量復核外業(yè)數(shù)據(jù)采集工作完成后，尚缺資料部分因多種原因（變更申請得不到及時批復等）而遲遲不能夠補齊，導致土地整治項目工程量復核報告無法按時提交。

2.2　復核結(jié)果與實地差異較大

土地整治項目工程量復核工作是土地整治項目最終驗收前的最后一道工序。在土地整治項目工程量復核實踐中發(fā)現(xiàn)，雖然經(jīng)過項目的可行性研究、規(guī)劃設計、項目施工到竣工測量等多道工序，但在規(guī)劃設計、竣工測量等工序中存在有許多不完善的問題（如：規(guī)劃設計面積與現(xiàn)狀實際圖斑面積不一致、地類不一致；規(guī)劃設計工程量指標面積、土方量等嚴重偏離實際等等）及多種遺留問題，這些問題涉及到項目區(qū)總規(guī)模、建設規(guī)模增減，新增耕地指標為負數(shù)等等，之前多道工序完成的文本、圖件、數(shù)據(jù)等成果資料與實地現(xiàn)狀及復核成果資料之間存在很大矛盾。這些累積性遺留問題與復核、現(xiàn)實之間的矛盾不再是一般的技術(shù)性問題，而是涉及到法律法規(guī)、政策等方面，由于缺少明確的規(guī)定，且遲遲得不到答復，導致土地整治項目工程量復核報告無法按時提交。

2.3　竣工資料不可靠

在進行外業(yè)復核數(shù)據(jù)采集工作時，建設方提供的控制點、圖件資料等方面存在問題。如項目區(qū)內(nèi)及項目區(qū)附近均無控制點（含圖根點）及控制點成果資料；竣工圖沒有實測地形地類；更有甚者道路、土地平整范圍等工程建設內(nèi)容也未進行實地測量，提供的規(guī)劃及竣工資料數(shù)據(jù)殘缺不全，文字表述不詳，往往是在實地復核時只能以明顯地物點通過旋轉(zhuǎn)、縮放、套合進行實測；倘若遠距離引點實測，且不說復核成本及時間，僅項目區(qū)總面積、各地類面積及圖件的方位等方面總會有與前面工序提供的數(shù)據(jù)、圖件等資料完全不一致的情況。此類問題的處理涉及面廣，且難度巨大。

2.4　變更審批手續(xù)中依法辦事意識淡薄

相關(guān)部門認為變更審批手續(xù)繁瑣，工作中不認真、不按程序操作，因而存在諸如不變更、越權(quán)變更審批、變更批復量少于實際變更量、先施工后變更等情況，導致工程量復核資料收集遲遲不能滿足要求。

2.5　未按規(guī)劃設計要求開展土地平整工程

土地平整工程未按照規(guī)劃設計的要求進行，重人工平整、輕機械平整，且施工前后照片等資料留存不足，加之竣工時間跨度長，自然災害、植被自然生長等導致平整痕跡滅失，給實地復核認定工作帶來了困難。

2.6　工程量復核工作配合不到位

在復核過程中建設單位人員不到場或人員到場不到點，項目情況不清楚，加之承擔工程量復核工作協(xié)作單位的人員流動大，技術(shù)水平參差不齊，理解問題和處理問題的方式方法也不同，致使提交的成果資料經(jīng)多次反復修改仍不符合規(guī)程規(guī)范要求。

3　采用航測技術(shù)進行復核數(shù)據(jù)采集的實踐

無人機（Unmanned Aerial Vehicle）低空遙感技術(shù)是近年來在遙感技術(shù)基礎上迅速發(fā)展起來的地理信息數(shù)據(jù)快速獲取技術(shù)，該技術(shù)利用無人飛機平臺搭載航空數(shù)碼相機進行航空攝影，采用imu/Gps技術(shù)進行自動導航，在1000米以下進行低空作業(yè)。隨著科技發(fā)展，該技術(shù)已開始走入到人們的日常應用中，并在發(fā)展完善進程中不斷擴大其應用范圍及職能范圍，我國已經(jīng)利用無人機為國民經(jīng)濟建設服務，現(xiàn)已成為經(jīng)濟建設、社會發(fā)展、應急救災、突發(fā)事件處置、數(shù)字城市建設、國土資源調(diào)查、地質(zhì)災害防治、礦山監(jiān)測、環(huán)境變化監(jiān)測、工程設計等一系列國家重大需求的重要技術(shù)。

2016年5月、6月，云南省國土資源規(guī)劃設計研究院總工辦和測繪所共同組織，先后兩次赴彌勒市南端朋普鎮(zhèn)等地土地整治項目區(qū)進行無人機工程量復核的試飛行實驗。首先根據(jù)航測區(qū)地形、面積、地勢高低、海拔、植被覆蓋量、建筑物分布及數(shù)量、交通情況等，制定相應比例的航圖，根據(jù)地形條件、地形規(guī)劃等制定出項目區(qū)航攝路線，其中包括航線數(shù)目、航線方向、航向重疊度、旁向重疊度、航高、分辨率等等，每項數(shù)據(jù)在精確統(tǒng)計后設計出合理的航線規(guī)劃。其次在操作過程中采用GPS飛控管理系統(tǒng)進行定點曝光，以保證航攝數(shù)據(jù)的準確性。工程量復核地形數(shù)據(jù)采集的數(shù)碼內(nèi)容主要包括1∶2000及1∶5000數(shù)字正射影像圖（DOM）、數(shù)字線劃圖（DLG）采集，參照《低空數(shù)字航空攝影測量內(nèi)業(yè)規(guī)范》（CH/Z3003-2010），對采集到的空間影像數(shù)據(jù)結(jié)果進行整理和綜合對比分析，由于無人機的工作條件及飛行高度，個別地區(qū)數(shù)據(jù)最終結(jié)果理論上可以達到優(yōu)于1∶2000精度的大比例尺圖。這兩次探索用低空無人機進行工程量復核的科技創(chuàng)新方法，能適應環(huán)境及其特殊要求，取得了重要的地理信息數(shù)據(jù)資料。

實踐表明，采用低空無人機測繪系統(tǒng)和航空遙感技術(shù)進行土地整治項目工程量復核，通過高分辨率攝像及快速獲取技術(shù)，獲得了常規(guī)復核方法無法達到的工作效率和效果。該方法更加適合云南省小區(qū)域大比例尺的土地整治項目工程量復核，可以比常規(guī)復核方法和有人機獲取更加清晰的影像數(shù)據(jù)，其成果質(zhì)量完全滿足規(guī)范技術(shù)指標，在空間數(shù)據(jù)獲取方面具有廣闊的發(fā)展前景。

4　采用航測技術(shù)進行復核的主要優(yōu)點

4.1　作業(yè)周期短，受地域范圍、項目大小等影響小

云南省地處云貴高原，境內(nèi)高山峽谷相間排列，山區(qū)自然條件垂直分異，區(qū)域差異顯著，高差起伏大，地形條件復雜，氣候多變。土地整治項目分布于云南省129個縣市區(qū)，項目區(qū)面積一般在5平方公里左右，點多面廣。因此，采用低空無人機航測技術(shù)創(chuàng)新方法進行工程量復核，受地域范圍、項目大小及不利氣候條件的影響較小，有作業(yè)周期短，可云下攝影等優(yōu)點。

4.2　低空無人機獲取的影像數(shù)據(jù)高效快速、精細準確

低空無人機獲取的影像數(shù)據(jù)直觀，高效快速、精細準確，能有效減少與建設施工方在不明顯區(qū)域工程量方面產(chǎn)生爭議的概率。在土地整治項目工程量復核現(xiàn)場（測繪）中，項目從立項、實施到復核耗時長，地物地貌變化大，僅竣工至工程量復核的時間跨度一般都要經(jīng)過2～3個雨季，個別達到8個雨季甚至更長。此間，受自然因素的影響，項目區(qū)部分新建、改擴建道路、溝渠、擋墻等工程出現(xiàn)坍塌及堵塞，土地平整區(qū)地貌及植被發(fā)生很大變化，部分項目范圍邊界模糊不清等，現(xiàn)場確認各項工程的位置、長度、范圍等的難度較大（如：大面積甘蔗種植區(qū)的土地平整范圍），為此，土地整治項目工程量復核結(jié)果（特別是土地平整區(qū)面積、土方量）往往與項目建設施工方提供的數(shù)據(jù)出入較大，易產(chǎn)生意見分歧。若在立項之處或開始施工前介入，采用低空無人機航測技術(shù)對整個項目區(qū)進行再次航飛數(shù)據(jù)采集，當項目完成竣工后及時對同一項目區(qū)進行航飛數(shù)據(jù)采集，把施工前和項目竣工后影像數(shù)據(jù)進行疊加，分層提取變化量數(shù)據(jù)，這樣收集到的數(shù)據(jù)結(jié)果比較精準，能大大提高復核結(jié)果的精度，還能避免意見分歧并提高工作效率。

4.3　低空無人機航測技術(shù)機動靈活、安全可靠

低空無人機航測技術(shù)機動靈活、操作方便，能實時監(jiān)控，安全可靠。由于操作過程是遙控飛行，起降易行，對場地要求較小，加之機身體積小方便攜帶，能夠從容地應對突發(fā)事件，不用擔心由于設備及外部條件造成操作人員的安全隱患，所以無論在成本費用方面還是在安全系數(shù)方面都具有明顯的優(yōu)勢。

5　關(guān)于項目實施的建議

在利用低空無人機航測技術(shù)進行土地整治項目工程量復核過程中，應根據(jù)不同的項目區(qū)地形、氣候及海拔等，對其進行全面的評估，采取相應的方案措施。對于需要增大立體相對像覆蓋的項目區(qū)域，就要采取寬相對飛行模式、選取短焦鏡頭以及增大相機CCD靶面等方式，制定適合的航飛方案及選取正確的航飛技術(shù)，以實現(xiàn)高效準確的數(shù)據(jù)采集，確保土地整治項目最終驗收的有序進行。前提是需要進一步加強土地整治項目工程量復核的可操作性，完善工程量復核的組織管理，繼續(xù)規(guī)范改進創(chuàng)新工程量復核方法，完善復核流程、明確規(guī)則，使工程量復核工作制度化、標準化、規(guī)范化。

6　結(jié)束語

云南省屬于云貴高原地區(qū)，地形條件相對復雜，常規(guī)土地整治項目工程量復核方法勞動強度大，工作效率低，特別是個別數(shù)據(jù)與復核數(shù)據(jù)差異明顯。通過采用低空無人機航測技術(shù)在高山地帶項目區(qū)的工程量復核實踐，可看出低空無人機航測技術(shù)的使用不僅可提高工作效率，生產(chǎn)出滿足質(zhì)量要求的工程量復核產(chǎn)品及更豐富的DLG、DOM測繪產(chǎn)品。無人機輕便靈活的特點使得對于面狀、線狀工程及某些復雜的帶狀工程項目都可輕松快捷獲取精準的地理信息，優(yōu)勢明顯。綜上所述，低空無人機航攝系統(tǒng)在土地整治項目工程量復核中發(fā)揮著越來越重要的作用。未來的土地整治項目工程量復核工作中，無人機可以大大降低外業(yè)工作量，是工程量復核人員得力的助手。它不但能節(jié)省人力成本及資源成本，還能保證數(shù)據(jù)的精確性及操作人員的安全性，將大大提高土地整治項目工程量復核的工作效率及成果質(zhì)量，發(fā)展前景廣闊。

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