云南文山州富寧縣農(nóng)村集體土地所有權(quán)確權(quán)中測(cè)繪新技術(shù)的應(yīng)用

李怡彬

(玉溪農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，云南 玉溪 653106)

農(nóng)村集體土地所有權(quán)確權(quán)中涉及的地形、房屋座落復(fù)雜，且部分地區(qū)交通不便，需耗費(fèi)大量人力、物力、財(cái)力[1-3]。近年來，遙感(RS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)技術(shù)在測(cè)繪中的應(yīng)用日趨成熟，操作簡(jiǎn)便，且資金投入相對(duì)較少，推廣應(yīng)用價(jià)值較高[4-6]?；谏鲜黾夹g(shù)，玉溪農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院組成測(cè)繪調(diào)查組陸續(xù)完成了對(duì)云南文山州富寧縣等地的農(nóng)村土地確權(quán)工作，調(diào)查組以GIS為信息源，充分利用GIS+GPS、GPS+RS、GIS+RS的“3S”集成組合，減少了費(fèi)用、人力、物力的投入，提高了成果的精度、準(zhǔn)確性，取得了較好的綜合效益。筆者特對(duì)此進(jìn)行總結(jié)，以期能為類似工作的開展提供借鑒與參考。

1 研究區(qū)概況

文山州富寧縣位于云南省東南部，地質(zhì)屬川滇黔經(jīng)向構(gòu)造帶與青藏滇緬“歹”字型構(gòu)造體系的交匯部位。云嶺東延的結(jié)露山脈(六韶山)自西向東控制全境，4大山系(木洪、拜子、朱家、坡飄)南北縱橫，地理坐標(biāo)為105°13′～106°12′E、23°11′～24°09′N，是云南通往廣西、廣東的重要門戶，是云南的“東大門”和“出?？凇?。

富寧縣東西相距最寬處109.89 km，南北相距最長處108.78 km，幅員面積5 352 km2，山區(qū)面積占96%，境內(nèi)高原、山地、丘陵、盆地并列，多山間小盆地，共有壩子14個(gè)，壩區(qū)面積30.43 km2。土地確權(quán)涉及該縣下轄6鎮(zhèn)7鄉(xiāng)141個(gè)村、4個(gè)社區(qū)，2 568個(gè)村民小組，9.76萬戶，43萬人。當(dāng)?shù)亟煌ㄇ闆r一般，多種地形交錯(cuò)，地貌復(fù)雜，給土地確權(quán)帶來較大難度。

2 確權(quán)實(shí)例數(shù)據(jù)源和精度要求

2.1 確權(quán)實(shí)例數(shù)據(jù)源

從全國來看，國土部門目前已建立較為完善的地理信息數(shù)據(jù)庫，云南省已有較為完整的各地州及縣一級(jí)的航測(cè)地圖和衛(wèi)星影像圖。在該實(shí)例中，調(diào)查組以國土部門航拍的文山州1∶2 000數(shù)字正射影像圖和1∶10 000衛(wèi)星影像圖作為數(shù)據(jù)源和底圖，上述數(shù)據(jù)源均滿足國土部門的精度要求。

2.2 國土部門精度要求

根據(jù)國土資源部2014年頒布的《農(nóng)村地籍和房屋調(diào)查技術(shù)方案(試行)》要求，制作工作底圖要求選用大比例尺(1∶500～1∶2 000)，其中：農(nóng)村集體所有權(quán)調(diào)查成圖比例尺為1∶2 000，宅基地使用集體土地使用權(quán)成圖比例尺為1∶500。

2.3 精度符合性測(cè)試

調(diào)查組以航拍的文山州1∶2 000數(shù)字正射影像圖和1∶10 000衛(wèi)星影像圖為數(shù)據(jù)源和底圖進(jìn)行精度符合性測(cè)試，并選取富寧縣歸朝鎮(zhèn)百油村委會(huì)洞一小組為例進(jìn)行精度檢查。圖1為根據(jù)數(shù)據(jù)源勾畫的內(nèi)業(yè)影像圖，圖2為外業(yè)實(shí)測(cè)圖。

圖1 內(nèi)業(yè)影像的勾畫

圖2 外業(yè)實(shí)測(cè)的結(jié)果

圖1所示的土地內(nèi)業(yè)勾畫總面積3 580.02 m2，涉及地塊6塊。調(diào)查組以 GIS+GPS技術(shù)集成進(jìn)行了實(shí)地外測(cè)，實(shí)測(cè)檢核總面積為3 573.35 m2，相差6.67 m2，出入差值0.19%。調(diào)查組發(fā)現(xiàn)出入值較大地塊主要是地形復(fù)雜的丘陵、緩坡地帶，平地出入值較小。如圖1所示的右側(cè)061、151地塊，地形為丘陵、緩坡，出入差值4.5%；中間的055地塊，地形為平地，出入差值1%。實(shí)測(cè)表明，確權(quán)人工外業(yè)重點(diǎn)應(yīng)集中于地形復(fù)雜的丘陵、緩坡、河谷地帶，對(duì)于巷道等更為復(fù)雜的農(nóng)村地籍確權(quán)，應(yīng)逐戶入戶實(shí)測(cè)，方能提高精確度，也有助于減少村民顧慮，從而更好地支持確權(quán)工作的推進(jìn)。

3 農(nóng)村土地確權(quán)中的測(cè)繪新技術(shù)應(yīng)用和精度控制

調(diào)查組在確權(quán)外業(yè)實(shí)地測(cè)繪中，主要以便攜式GPS測(cè)繪設(shè)備為主，內(nèi)業(yè)圖以遙感數(shù)據(jù)為信息源，充分利用GIS+GPS、GPS+RS、GIS+RS的“3S”集成來完成，并嘗試應(yīng)用低空無人機(jī)進(jìn)行部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)地形的測(cè)繪，引入三維移動(dòng)掃描測(cè)繪技術(shù)對(duì)部分農(nóng)村房屋進(jìn)行掃描確權(quán)。新興技術(shù)的應(yīng)用取得了較好的測(cè)繪效果。

3.1 以GPS便攜式測(cè)繪設(shè)備+“3S”集成組合應(yīng)用，大幅提升測(cè)繪精度

在確權(quán)中，調(diào)查組以遙感數(shù)據(jù)為信息源形成初步工作底圖，駐村并逐一在工作底圖標(biāo)注承包權(quán)利人姓名、地塊名稱、土地耕地類型等明細(xì)信息。進(jìn)行外業(yè)實(shí)地測(cè)繪時(shí)，以便攜式GPS測(cè)繪設(shè)備為主，輔以GIS+GPS、GPS+RS、GIS+RS的“3S”集成，導(dǎo)入實(shí)地測(cè)繪地塊圖至工作底圖，結(jié)合前期獲得的GIS數(shù)據(jù)，對(duì)1∶2 000遙感圖進(jìn)行局部修正，大幅提高了精度。其中：GPS+GIS集成，應(yīng)用于確權(quán)中的定點(diǎn)查詢專題信息，用于提供或更新土地確權(quán)的空間點(diǎn)位；GPS+RS集成，應(yīng)用于該工作圖的局部幾何校正、區(qū)域選擇和分類驗(yàn)證上；GIS+RS集成，用于進(jìn)行幾何糾正和輻射糾正、圖像分類和感興趣區(qū)域的選取，并根據(jù)GIS進(jìn)行線和其他地物要素的提取、數(shù)字高程模型(DEM)數(shù)據(jù)的生成，以及土地利用變化和地圖更新，可及時(shí)更新測(cè)繪組完成的工作信息。

3.2 外業(yè)便攜式GPS測(cè)繪設(shè)備的精度控制

外業(yè)測(cè)繪中，由于測(cè)繪技術(shù)設(shè)備主要基于美國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的商業(yè)應(yīng)用，因而存在因GPS衛(wèi)星引起的軌道誤差(又稱為星歷誤差)，因衛(wèi)星信號(hào)傳播過程中太陽光壓、電離層延遲、對(duì)流層延遲、多路徑傳播引起的誤差，以及與接收設(shè)備有關(guān)的誤差。為提高精度，采取以下措施：一是選擇天氣情況較好時(shí)進(jìn)行外業(yè)實(shí)測(cè)，并將移動(dòng)站控制在3 km以內(nèi)，數(shù)據(jù)采樣間隔為5 s，高度角≥15°，移動(dòng)站連續(xù)工作1 h后，要求測(cè)繪組必須重新初始化1次，以讓移動(dòng)站保持較好的工作狀態(tài)，并防止信號(hào)丟失；二是移動(dòng)站走動(dòng)過程中，注意差分采集周跳值，若周跳值太大(如06或07)和衛(wèi)星失鎖，則重新進(jìn)行初始化，在樹林遮擋等信號(hào)較差的情況下，升高GPS天線高度(一般升至5 m)，并延長初始化時(shí)間；三是應(yīng)用“標(biāo)準(zhǔn)光壓模型、多項(xiàng)式光壓模型和ROCK4光壓攝動(dòng)模型”改正法來提升精度，消除因電離層延遲、對(duì)流層延遲、多路徑傳播導(dǎo)致的誤差。經(jīng)過模型修正后，精度可以達(dá)到1 m定軌的要求。充分應(yīng)用上述措施后，調(diào)查組的測(cè)量誤差精度控制在了2～3 cm，遠(yuǎn)超過國土部門的精度要求。

3.3 應(yīng)用低空無人機(jī)航攝，大幅提高航空拍圖精度和工作效率

確權(quán)中，調(diào)查組運(yùn)用測(cè)繪低空多旋翼無人機(jī)及其配套軟件，選擇地形狀況較好的盆地地區(qū)(板侖、木央2個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn))進(jìn)行低空無人機(jī)航攝。無人機(jī)搭載全景相機(jī)獲取低空遙感數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)安裝專業(yè)解算軟件處理具體影像，最終取得數(shù)字正射影像圖(DOM)、數(shù)字表面模型(DSM)，精度達(dá)到了航空攝影測(cè)量地理信息數(shù)字成果比例尺1∶1 000的成圖精度。2個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)僅用時(shí)3 d，大幅提升了工作效率。國土部門提供的航拍圖，精度僅為1∶2 000，無人機(jī)航拍將精度提升了1倍，更清晰地展示了上述2個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的地形地貌。

3.4 應(yīng)用三維移動(dòng)掃描測(cè)繪技術(shù)，獲取村落三維圖形，提高工作效率

因鄉(xiāng)村道路較狹窄，調(diào)查組只能選擇交通狀況較好的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，以電單車車載測(cè)繪一體化移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)，360°全景快速獲取高精度多元數(shù)據(jù)。在后期的內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)加工中，通過配套軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與加工，獲取板侖、木央3個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的四維數(shù)據(jù)成果和三維模型，復(fù)原了測(cè)繪地區(qū)的村景、房屋坐落等。在實(shí)地對(duì)房屋進(jìn)行確權(quán)時(shí)，村民可清晰地在三維圖形上指認(rèn)，更便于區(qū)分各自房屋坐落，減少確權(quán)中的矛盾。

4 討論

4.1 低空無人機(jī)航拍的大規(guī)模應(yīng)用較困難

根據(jù)國土部門土地確權(quán)的相關(guān)要求，農(nóng)村集體土地所有權(quán)調(diào)查的比例尺為1∶10 000，農(nóng)村建設(shè)用地使用權(quán)調(diào)查的比例尺為1∶2 000，有條件的地區(qū)可采用1∶1 000、1∶500比例尺。從實(shí)際操作效果看，1∶10 000影像圖較為模糊，不易辨認(rèn)。航拍圖屬國家機(jī)密范圍，要提升精度，必須依賴國土部門更新航拍圖或提供精度更高的航拍圖。低空無人機(jī)航拍對(duì)地形復(fù)雜區(qū)域較適用，雖然精度和工作效率大幅提高，但需經(jīng)過相關(guān)部門的嚴(yán)格審核，且航拍圖不能流轉(zhuǎn)，受國家航拍管制、保密因素限制，不具備在此類項(xiàng)目中推廣的可能性。

4.2 三維移動(dòng)掃描測(cè)繪技術(shù)有望成為土地確權(quán)利器

在調(diào)查組本次的實(shí)際確權(quán)應(yīng)用中，木央鎮(zhèn)有村民11 479戶，板侖鎮(zhèn)有村民6 126戶，以人工入戶進(jìn)行逐一測(cè)繪，以每3人為一個(gè)工作組，按每日工作9 h計(jì)，每天約能完成35戶的地籍測(cè)量，要完成上述2個(gè)鎮(zhèn)的測(cè)繪，約需503 d，費(fèi)用30萬元。采用三維移動(dòng)掃描測(cè)繪技術(shù)后，調(diào)查組僅用2周便完成了對(duì)上述2個(gè)鎮(zhèn)村落三維圖形的獲取，成本不到2萬元，可節(jié)約成本約28萬元。形成的三維圖，較易辨認(rèn)，村民認(rèn)同度高，在提升工作效率的同時(shí)，減少了村民矛盾。

4.3 精度更高的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的全面商用，將大幅提升測(cè)繪精度

目前測(cè)繪中使用的GPS測(cè)繪設(shè)備依賴于美國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。與之相比，我國研制的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)獨(dú)有雙向通信功能，在國內(nèi)應(yīng)用中，定位精度10 m(最新一代芯片精度可達(dá)2.5 m)，測(cè)速精度0.2 m·s-1，授時(shí)精度10 ns，隨著北斗導(dǎo)航系統(tǒng)商用的日益成熟，測(cè)繪精度將得到大幅提高。