無人機(jī)遙感技術(shù)在湖南省第三次土地調(diào)查中的應(yīng)用

袁江紅，顏學(xué)錚，袁淑君

摘 要 本文探討了無人機(jī)遙感技術(shù)在湖南省第三次土地調(diào)查中的3個應(yīng)用方向，包括不一致圖斑外業(yè)舉證、工作底圖制作和監(jiān)督核查。無人機(jī)大大節(jié)省外業(yè)舉證、監(jiān)督核查工作的人力物力，很適合應(yīng)用于我省第三次土地調(diào)查工作。

關(guān)鍵詞 無人機(jī);遙感;三調(diào);不一致圖斑

中圖分類碼：P237 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Application of Unmanned Aerial Vehicle Remote Sensing Technology in the Third Land Survey in Hunan Province

Yuan Jianghong， Yan Xuezheng， Yuan Shujun

（Hunan Vocational College of Engineering， Changsha Hunan 410114）

Abstract： Unmanned aerial vehicle（UAV） remote sensing technology has the characteristics of mobility， flexibility， efficiency， and low cost， which is very suitable for the needs of the third national land survey in Hunan Province. Three application directions of UAV remote sensing technology in the third land survey， were discussed in this article， including field proof of inconsistent picture spots， production of base maps， and supervision and inspection. UAV can greatly save manpower and material resources for field proof， supervision and verification. UAVs are appropriate for the third land survey in our province.

Keywords： unmanned aerial vehicle（UAV）; remote sensing technology; the third land survey; inconsistent picture spots

湖南省第三次土地調(diào)查（后簡稱三調(diào)）目的是在第二次土地調(diào)查（后簡稱二調(diào)）的成果基礎(chǔ)上，全面細(xì)化和完善全省土地基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，掌握詳實(shí)準(zhǔn)確的國土利用現(xiàn)狀和土地變化情況。與二調(diào)相比，準(zhǔn)確、細(xì)化是三調(diào)的重要特征，精準(zhǔn)化調(diào)查是三調(diào)的基本需求，工期緊、工作量大是三調(diào)的突出問題，這就要求在三調(diào)過程中采用先進(jìn)的調(diào)查技術(shù)與方法。自2017年三調(diào)工作啟動以來，湖南省動用了衛(wèi)星遙感、地理信息公共數(shù)據(jù)平臺共享數(shù)據(jù)服務(wù)、實(shí)地核實(shí)等各種技術(shù)手段，其中無人機(jī)遙感技術(shù)在三調(diào)中發(fā)揮了重大作用，其機(jī)動、靈活、高效、低成本的特性非常適配我省三調(diào)工作的需求。

無人機(jī)遙感技術(shù)在三調(diào)中的應(yīng)用主要在三個方面：

1 不一致圖斑外業(yè)舉證

按照三調(diào)工作要求，二調(diào)地類圖斑與最新航攝遙感影像不一致的圖斑需要提取進(jìn)行外業(yè)調(diào)查舉證，以全面查清當(dāng)前土地利用狀況。在外業(yè)調(diào)查工作底圖上標(biāo)注了需要舉證的疑問圖斑，主要包括以下兩種類型：①最新影像反映的地類與二調(diào)圖斑地類不一致的圖斑;②最新影像與國家下發(fā)的不一致圖斑地類不同的疑問圖斑。對于需舉證的疑問圖斑，傳統(tǒng)的工作要求是去實(shí)地拍照舉證，舉證照片包括全局影像、近景影像、內(nèi)部照片三種，其外業(yè)調(diào)查工作量極大，據(jù)統(tǒng)計(jì)，以縣為單位，平均有1/3的圖斑需要現(xiàn)場調(diào)查舉證，如一個縣有10萬個圖斑，需舉證的圖斑有3萬多個，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)需舉證的圖斑更多。

利用無人機(jī)遙感舉證與外業(yè)核查相結(jié)合的方法可有效解決現(xiàn)場拍照舉證中的人力無法到達(dá)、步行拍照效率低、人海戰(zhàn)術(shù)成本高等問題，極大提高了工作效率，降低了工作成本。無人機(jī)外業(yè)拍攝舉證工作流程如下：

1、航點(diǎn)設(shè)置：直接在地圖上添加航點(diǎn)，或通過疑問圖斑自動生成航點(diǎn);

2、規(guī)劃航線：關(guān)聯(lián)航點(diǎn)，設(shè)置航點(diǎn)動作參數(shù)（拍照張數(shù)、角度、方向等）;

3、自動定向、航攝多個舉證圖斑;

4、在底圖中提取拍攝點(diǎn)實(shí)際坐標(biāo)并定位定向舉證照片;

5、對舉證圖斑逐一核實(shí)，按需實(shí)地補(bǔ)充建筑內(nèi)景照片。

本文主要采用大疆精靈4 pro無人機(jī)遙感系統(tǒng)進(jìn)行外業(yè)舉證，其技術(shù)參數(shù)見表1：

外業(yè)舉證效果如圖1與表2所示：

利用無人機(jī)舉證方法，明顯減輕外業(yè)舉證的工作量。若采用實(shí)地拍照方法進(jìn)行外業(yè)核查，按一個村6 km2計(jì)算，經(jīng)統(tǒng)計(jì)單人需4天時間;若利用無人機(jī)舉證與外業(yè)核查相結(jié)合的新方法，無人機(jī)航攝、影像處理與舉證材料登記需1天，核實(shí)圖斑與實(shí)地核查、補(bǔ)調(diào)需1.5天，共需2.5天，與傳統(tǒng)方法相比作業(yè)效率大為提高。同時，能通過無人機(jī)去到某些難以到達(dá)的圖斑，大大提高了外業(yè)核查的安全性。

2 城鎮(zhèn)地區(qū)工作底圖制作

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城鎮(zhèn)地區(qū)變化日新月異。城鎮(zhèn)地區(qū)圖斑細(xì)碎，變化極快，按照三調(diào)核查工作的要求，城鎮(zhèn)地區(qū)工作底圖應(yīng)該盡可能準(zhǔn)確反映圖斑屬性，同時具備良好的時效性。目前，我省三調(diào)工作底圖的遙感影像數(shù)據(jù)源主要包括國內(nèi)的高分一號（GF-1）、高分二號（GF-2）、北京二號等衛(wèi)星影像，以及我省在不動產(chǎn)統(tǒng)一登記前期工作中獲取的22萬km2航攝影像。用現(xiàn)存的影像地圖制作三調(diào)工作底圖時，一般存在兩個問題：衛(wèi)星影像的分辨率較差，多為0.5m或優(yōu)于1m，導(dǎo)致大量圖斑的屬性和邊界難以通過影像辨認(rèn);航空影像的精度優(yōu)于0.2m，但部分地區(qū)時效性較低，且未能覆蓋全省，導(dǎo)致部分圖斑影像上解讀的土地現(xiàn)狀與實(shí)際不符。

在花垣縣的無人機(jī)試點(diǎn)工作中，我們采用縱橫公司生產(chǎn)的固定翼無人機(jī)CW-100搭載小型航測相機(jī)，制作城鎮(zhèn)地區(qū)1∶2000工作底圖。CW-100載荷大，續(xù)航長，飛行高，能搭載小型常規(guī)航攝儀，效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于小型旋翼無人機(jī)，非常適合城鎮(zhèn)區(qū)域的1∶2000影像獲取。其技術(shù)參數(shù)如表3所示：

制作流程如圖2所示：

利用無人機(jī)遙感技術(shù)制作正射影像效率高，成本低，一個縣城區(qū)的影像制作僅需數(shù)日時間。在城鎮(zhèn)地區(qū)，利用無人機(jī)遙感影像制作工作底圖能得到時效性極高的、分辨率優(yōu)于0.2m的遙感影像，能大幅提高影像判讀的準(zhǔn)確性和地類圖斑邊界變更的精確度，減少外業(yè)舉證的工作量。如圖3，從無人機(jī)影像能精確判斷為臨街門面，將歸并為城鎮(zhèn)道路外的相鄰街道并準(zhǔn)確描繪圖斑邊界。

三調(diào)要求城鎮(zhèn)地區(qū)工作底圖精度優(yōu)于0.2m，航攝節(jié)點(diǎn)為14年以后，根據(jù)成本核算，在我省無高精度影像，或已有影像變化較大的城鎮(zhèn)地區(qū)，非常適宜使用固定翼無人機(jī)航攝系統(tǒng)獲取影像。

3 助力監(jiān)督核查

三調(diào)成果核查工作量較大，需要檢查梳理圖斑屬性的正確性（重點(diǎn)、不一致及一致）圖形正確性、要素完整性三方面內(nèi)容，檢查舉證圖斑信息表、舉證成果與地類圖斑的對應(yīng)關(guān)系，確認(rèn)三者對應(yīng)關(guān)系準(zhǔn)確性，檢查舉證照片質(zhì)量問題等各方面內(nèi)容。對鄉(xiāng)鎮(zhèn)抽查地類差錯率達(dá)到10%～15%的，進(jìn)行全圖斑核查，對重點(diǎn)地類圖斑和不一致圖斑100%核查。在龐大的核查壓力下，如何保證三調(diào)成果核查的效率與準(zhǔn)確性是各監(jiān)理部門最關(guān)心的問題，實(shí)地核查環(huán)節(jié)全憑人力的做法耗時耗力，效率極低。采用大疆精靈4 Pro無人機(jī)系統(tǒng)在核查現(xiàn)場進(jìn)行航拍作業(yè)，能快速、大范圍獲取最新土地現(xiàn)狀，幫助核查人員迅速掌握土地真實(shí)狀況，判斷問題圖斑對錯，細(xì)化屬性類別。對于遮擋、遮蔽區(qū)域信息，可以采用航點(diǎn)飛行，或者手動控制拍照，幫助地類判讀，取證記錄等。通過充分發(fā)揮無人機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，因地制宜、靈活運(yùn)用，能快速獲取難以到達(dá)的圍墻圍欄、植被或建筑物遮蔽及復(fù)雜地形的山區(qū)、水域等核查地區(qū)的實(shí)時狀態(tài)信息，有效提高核查工作的效率和準(zhǔn)確性。

4 結(jié)語

在第三次土地調(diào)查中，我們根據(jù)各類無人機(jī)遙感系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)，將它們應(yīng)用于不一致圖斑外業(yè)舉證、三調(diào)工作底圖制作和監(jiān)督核查中。小型旋翼無人機(jī)靈活機(jī)動，能快速到達(dá)外業(yè)人員不便到達(dá)的區(qū)域，大大提高外業(yè)舉證與外業(yè)核查的效率;可采用垂直或傾斜視角，能反映圖斑整體的土地利用狀況，彌補(bǔ)了人工舉證照片難以反映圖斑全貌的缺陷。中型固定翼無人機(jī)效率高，流程清晰，能快速制作較大范圍的航攝影像，提高了三調(diào)工作底圖制作效率。

隨著技術(shù)的成熟與普及，無人機(jī)遙感系統(tǒng)在調(diào)查監(jiān)測中的應(yīng)用日益深入，在我省生態(tài)文明建設(shè)、空間規(guī)劃編制、自然資源管理體制改革和統(tǒng)一確權(quán)登記等各領(lǐng)域?qū)l(fā)揮更大的作用。

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