基于無人機(jī)航測的農(nóng)村集體土地確權(quán)研究

趙秀峰

摘 要：隨著無人機(jī)低空航攝技術(shù)發(fā)展，其以靈活機(jī)動、快捷高效的優(yōu)勢，采集高分辨率、現(xiàn)勢性強(qiáng)的測區(qū)影像數(shù)據(jù)，為地形測繪、土地監(jiān)察等提供可靠手段。以農(nóng)村集體土地確權(quán)工作為對象，探究無人機(jī)低空航攝在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)測繪中的應(yīng)用，利用影像數(shù)據(jù)疊加矢量或權(quán)屬信息，以增強(qiáng)確權(quán)成果的直觀性，有助于提升確權(quán)發(fā)證的信息化程度。

關(guān)鍵詞：無人機(jī)遙感;移動終端;國土執(zhí)法監(jiān)察;數(shù)據(jù)共享平臺

文章編號：1004-7026（2019）14-0119-02? ? ? ? ?中國圖書分類號：P231? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

利用現(xiàn)代數(shù)據(jù)采集方式，查清農(nóng)村集體土地所有權(quán)、使用權(quán)狀況，有利于維護(hù)農(nóng)民基本利益、提升土地市場自由度。確權(quán)發(fā)證過程中，涉及1∶1 000以上大比例尺農(nóng)村集體建設(shè)用地宗地圖、建設(shè)用地現(xiàn)狀圖等，同時(shí)需整合地籍與權(quán)屬調(diào)查成果，并對宅基地界線與面積進(jìn)行圈定，因此農(nóng)村集體土地確權(quán)工作量大、綜合事項(xiàng)多，迫切要求使用以無人機(jī)航測為代表的數(shù)據(jù)采集手段，快速獲取測區(qū)實(shí)時(shí)影像、排查未批先建的違規(guī)建筑，確定土地確權(quán)相關(guān)基礎(chǔ)圖件數(shù)據(jù)。

1? 無人機(jī)低空航攝系統(tǒng)組成

無人機(jī)低空航攝系統(tǒng)，即以輕小型無人機(jī)為載體所進(jìn)行非接觸式數(shù)據(jù)采集，包含無人機(jī)飛行載體（UAV）、數(shù)據(jù)采集模塊、POS信息模塊與飛行控制模塊等子模塊。其中UAV無人機(jī)分為固定翼、多旋翼兩類，為數(shù)據(jù)采集提供飛行載體平臺;數(shù)據(jù)采集以CCD可見光相機(jī)或光譜傳感器為主，快速實(shí)時(shí)獲取地表信息;POS模塊提供數(shù)據(jù)采集瞬間對應(yīng)時(shí)刻的空間定位、姿態(tài)確定等信息，便于后期影像空三解算;飛行控制模塊則負(fù)責(zé)航線信息傳輸、飛行器起降與巡航控制等功能。

無人機(jī)低空航攝方式采集數(shù)據(jù)，較GPS-RTK、全站儀等傳統(tǒng)野外測圖而言，數(shù)據(jù)獲取的周期更短，對地形通視條件要求低，利用低空航攝方式采集高GSD影像數(shù)據(jù)，可滿足大比例尺的測圖需求;同時(shí)由于自動化程度較高，集成GPS、CCD和無線通訊等技術(shù)，可以按照預(yù)定航線進(jìn)行飛行拍攝，削弱傳統(tǒng)人為觀測所造成的誤差影響。

2? 無人機(jī)低空航攝數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)分析

航空攝影測量利用兩張具有一定重疊度的影像，構(gòu)建立體模型，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，因此航攝數(shù)據(jù)采集前應(yīng)設(shè)定影像重疊度。由于輕小型無人機(jī)易受氣流影響、飛行姿態(tài)不穩(wěn)定，因此重疊度設(shè)定時(shí)相對傳統(tǒng)大型航攝飛機(jī)略高，實(shí)際作業(yè)時(shí)航向重疊度一般大于65%、旁向大于55%。數(shù)據(jù)采集與處理流程如下。

（1）航線設(shè)計(jì)。根據(jù)測區(qū)幾何形狀、地形起伏特征等，劃定無人機(jī)自動飛行的基本路線，設(shè)定航飛采集區(qū)域、地面分辨率DSM、影像重疊度等，針對部分地形復(fù)雜、起伏過大的區(qū)域，可設(shè)定不同航攝測區(qū)，避免因地形起伏造成投影差。

（2）航測數(shù)據(jù)采集。選擇合適天氣狀況，將無人機(jī)航線設(shè)計(jì)導(dǎo)入飛控系統(tǒng)，設(shè)定飛機(jī)起降地點(diǎn)后進(jìn)行自動化作業(yè);航飛過程中應(yīng)利用地面站監(jiān)控飛機(jī)位置、姿態(tài)和電量等信息，待飛完全部區(qū)域后，回收飛機(jī)，完成航攝采集工作;若要求與地面測量系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一時(shí)，需采用差分GPS觀測或預(yù)先布設(shè)一定的地面相控點(diǎn)，完成WGS-84向地面測量系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換。

（3）影像數(shù)據(jù)處理。根據(jù)飛行日志文件，將POS數(shù)據(jù)與無人機(jī)原始影像數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配連接;將具有POS定位信息的影像導(dǎo)入航攝處理軟件（如Pix 4D、PhotoScan等），然后進(jìn)行空中三角測量、同名像點(diǎn)構(gòu)建和密集點(diǎn)云生產(chǎn)后，生成數(shù)字高程模型DEM與數(shù)字正射影像DOM成果。

（4）形成線劃圖。利用DEM與DOM數(shù)據(jù)，形成大比例尺線劃地形圖，采集高程點(diǎn)信息，疊加權(quán)屬線劃信息，用于農(nóng)村集體土地確權(quán)發(fā)證基礎(chǔ)底圖資料[1]。

3? 基于無人機(jī)航測的農(nóng)村集體土地確權(quán)應(yīng)用研究

某地開展農(nóng)村集體土地確權(quán)工作，地形以山地和丘陵為主，傳統(tǒng)全站儀、GPS-RTK數(shù)據(jù)方式工作量大、人力耗費(fèi)較多，鑒于時(shí)間要求緊，故采用無人機(jī)航攝方式采集低空航攝影像，收集農(nóng)村集體土地確權(quán)所需數(shù)據(jù)資料。

首先按照任務(wù)要求，制定技術(shù)設(shè)計(jì)，按照地形起伏狀況劃分為3塊航攝區(qū)域，以測區(qū)原有1∶10 000地形圖為基礎(chǔ)，進(jìn)行相控點(diǎn)布設(shè)，后期實(shí)地采用南方S82T接收機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，共布設(shè)相控點(diǎn)56個。相關(guān)流程如圖1所示。

無人機(jī)低空航攝過程中，按照3塊獨(dú)立測區(qū)，進(jìn)行航線高度設(shè)定與航線規(guī)劃，共飛行8個架次，采集地面點(diǎn)DSM為5 cm，航向重疊度設(shè)置為65%、旁向重疊度60%，經(jīng)外業(yè)快拼檢查，現(xiàn)場無漏拍情況，滿足航測規(guī)范外業(yè)要求。

內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理中，利用Pix4D航測處理軟件，將添加POS信息影像導(dǎo)入，并將控制點(diǎn)標(biāo)定于相應(yīng)位置，然后完成空三解算、點(diǎn)云加密，最終形成航測區(qū)域的DOM正射影像等資料，并導(dǎo)入CASS進(jìn)行數(shù)字線劃成圖;然后將農(nóng)村集體土地確權(quán)的權(quán)屬信息資料，疊加至線劃圖，構(gòu)成確權(quán)發(fā)證的基本資料[2]。測區(qū)DLG線劃圖與DEM成果圖，見圖2。

按照《農(nóng)村承包土地調(diào)查技術(shù)規(guī)范》要求，對農(nóng)村集體相關(guān)土地進(jìn)行地塊編碼與面積圈定，并核實(shí)空間位置、毗鄰關(guān)系與屬性編碼等信息。為檢核無人機(jī)航測數(shù)據(jù)成果的幾何精度，項(xiàng)目中共布設(shè)平面與高程三維檢查點(diǎn)21個，采用GPS差分定位方式測定;經(jīng)航測數(shù)字正射影像DOM與DEM疊加采集的點(diǎn)位坐標(biāo)與實(shí)測坐標(biāo)精度對比得出，點(diǎn)位平面中誤差7.9 cm、高程中誤差為8.2 cm，滿足1∶1 000比例尺精度要求。

4? 結(jié)束語

利用無人機(jī)低空航攝系統(tǒng)，快速采集測區(qū)高分辨率影像數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)獲取的基本流程、航攝數(shù)據(jù)內(nèi)業(yè)處理相關(guān)方法與精度情況進(jìn)行分析，利用矢量化或柵格疊加權(quán)屬信息，改進(jìn)農(nóng)村集體土地確權(quán)圖件編繪的方式，有助于提升確權(quán)發(fā)證的信息化水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]王妍，孔祥仲.無人機(jī)航空攝影測量系統(tǒng)在農(nóng)村土地確權(quán)中的應(yīng)用[J].測繪與空間地理信息，2015（8）：114-116.

[2]冼梨萍.基于無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)的三維景觀模型實(shí)現(xiàn)[J].山西農(nóng)經(jīng)，2017（20）：145.