無人機(jī)航測在全域土地綜合整治中的應(yīng)用

李 浩，倫澤華，張澤興，徐俊峰

（1.61206部隊(duì)，北京 100044；2.航天工程大學(xué)，北京 102200）

無人機(jī)技術(shù)在全域土地綜合整治中具有巨大發(fā)展空間，促進(jìn)無人機(jī)相關(guān)行業(yè)的發(fā)展，將科技智慧轉(zhuǎn)化為第一生產(chǎn)力，能夠促進(jìn)鄉(xiāng)村振興的高效穩(wěn)步推進(jìn)。

1 無人機(jī)航測技術(shù)內(nèi)涵和意義

無人機(jī)航測技術(shù)在航空攝影測量工作中被廣泛使用，在使用中具有靈活通用、精確細(xì)致、高效迅捷等特點(diǎn)，在使用中相較于過往的人力測量方法，體現(xiàn)了測量成本低、覆蓋范圍廣、地形適應(yīng)強(qiáng)等優(yōu)勢；以往，無人機(jī)航測技術(shù)在使用中通常在小區(qū)域地區(qū)和人員進(jìn)入困難地區(qū)進(jìn)行測量，但隨著無人機(jī)技術(shù)與數(shù)碼相機(jī)技術(shù)的發(fā)展，越來越多的地區(qū)利用無人機(jī)開展大規(guī)模測量工作。無人機(jī)航拍技術(shù)可以廣泛運(yùn)用在國家重大項(xiàng)目檢測、災(zāi)害應(yīng)急處理、全域土地綜合整治、資源開發(fā)等工作上，為國家數(shù)字信息建設(shè)和國土資源庫的建設(shè)助力，無人機(jī)航測技術(shù)主要有以下幾方面的重要意義。

1.1 無人機(jī)航測技術(shù)極大節(jié)約人力物力

在過去，土地的測量工作往往都是由專業(yè)技術(shù)人員采取駕駛測量車輛、徒步等方法進(jìn)行，由于機(jī)器設(shè)備重量大，而我國各地地質(zhì)條件差異大，既有高山、也有谷底，環(huán)境溫度方面也是嚴(yán)寒與酷暑都會面臨，這對于測量人員來說十分辛苦。但在無人機(jī)航測技術(shù)普及后，工作人員可在測量地附近的陰涼地或者測量車上操作無人機(jī),實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)播的遙控和攝像系統(tǒng)可以極大的幫助工作人員管理飛機(jī)做出對應(yīng)操作來實(shí)現(xiàn)測量的目的，減輕了工作人員負(fù)擔(dān)，降低了測量工作消耗的人力物力。

1.2 無人機(jī)航測技術(shù)可以建立更為直觀的土地監(jiān)測模型

相較于過往的人工監(jiān)測技術(shù)，無人機(jī)航測可以在空中利用廣視角去觀測土地，再結(jié)合相關(guān)地理數(shù)據(jù)和大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)+等現(xiàn)代技術(shù)共同構(gòu)建起土地的整體構(gòu)建和3D模型等，比老技術(shù)、老辦法可以獲取更多的數(shù)據(jù)，搭建起更為全面的平臺，為全域土地綜合整治工作建立起數(shù)據(jù)庫，方便相關(guān)人員調(diào)取使用。

2 全域土地綜合整治工作概述

近年來，我國多省結(jié)合當(dāng)?shù)馗乇Ｗo(hù)工作以及鄉(xiāng)村振興偉大戰(zhàn)略，開始了城鄉(xiāng)建設(shè)用地增減、歷史遺留工礦復(fù)耕等行動，在實(shí)現(xiàn)耕地高效利用、維護(hù)生態(tài)平衡、統(tǒng)籌城鄉(xiāng)治理等方面發(fā)揮重要作用，但由于過往經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式帶來的副作用，造成自然資源和生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展效率降低，在土地綜合整治工作中，鄉(xiāng)村可利用土地碎片化、空間雜亂化、土地資源低效化等問題凸顯，過往單一的整治手段很難解決綜合性問題，土地治理工作需要更加全面，至此，全域土地治理的概念應(yīng)運(yùn)而生，這要求相關(guān)單位需要在國土資源統(tǒng)一規(guī)劃的基礎(chǔ)下，政策引領(lǐng)，多管齊下，采取綜合全面的治理手段，統(tǒng)籌規(guī)劃農(nóng)村城鎮(zhèn)土地集約型使用政策、采取科學(xué)合理的整治手段、推動低效建設(shè)用地改善、促進(jìn)鄉(xiāng)村生態(tài)環(huán)境修復(fù)工作，在全面完成脫貧攻堅(jiān)政治任務(wù)后，加大鄉(xiāng)村振興持續(xù)推進(jìn)的力度。

3 無人機(jī)航測在全域土地綜合整治中應(yīng)用的優(yōu)勢

在全域土地綜合整治工作的開展中，無人機(jī)航測技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛，測繪專業(yè)無人機(jī)行業(yè)也因此得到長足發(fā)展，無人機(jī)航測在全域土地綜合整治中能夠?yàn)橄嚓P(guān)工作者今后的工作提供極大方便，結(jié)合其特點(diǎn)主要有以下優(yōu)勢。

3.1 數(shù)據(jù)處理能力快，結(jié)果反饋及時(shí)

無人機(jī)技術(shù)在對土地整治項(xiàng)目的拍攝和數(shù)據(jù)處理中起到重要作用，由于無人機(jī)可根據(jù)需要搭載對應(yīng)的攝像機(jī)，并且現(xiàn)代技術(shù)下影像圖具有高分辨率，這可以讓工作人員清楚的看到土地附著物、地形、水利工程、道路等現(xiàn)場實(shí)際情況，并且現(xiàn)代無人機(jī)可結(jié)合數(shù)據(jù)處理內(nèi)核，在拍攝同時(shí)能夠完成相關(guān)數(shù)據(jù)的處理工作，為相關(guān)工作人員的后續(xù)工作提供有力的技術(shù)型支持。

3.2 數(shù)據(jù)真實(shí)性強(qiáng)，覆蓋范圍廣

無人機(jī)航測在全域土地綜合整治工作中可以將拍攝而來的數(shù)據(jù)加以處理，并整合成需求方能夠隨時(shí)利用的數(shù)據(jù)庫，相較于以往傳統(tǒng)且單一的土地整治方案來說，覆蓋面更為廣闊，可以利用無人機(jī)深入許多人員難以進(jìn)入地區(qū)，有效貼合政府關(guān)于土地資源整合方面的改革目標(biāo)。

4 無人機(jī)航測在全域土地綜合整治中的應(yīng)用范疇

在對無人機(jī)航測技術(shù)的背景及優(yōu)勢分析后，可結(jié)合日常工作實(shí)際，對相關(guān)技術(shù)在全域土地綜合整治中的應(yīng)用范疇和流程上加以分析了解，以便進(jìn)一步提升相關(guān)行業(yè)的發(fā)展。

4.1 先期準(zhǔn)備工作

在無人機(jī)航測工作開始前準(zhǔn)備好航空拍攝工作運(yùn)用的無人機(jī)、高精度相機(jī)、和其他必備的社保及人員保障，無人機(jī)的布局一般采取長艙式機(jī)身的構(gòu)造和上單翼常規(guī)化布局，這種機(jī)型具有布局合理的氣動外形，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度足以應(yīng)對無人飛行和測量工作相關(guān)要求，維護(hù)簡單，成本低廉，提高了可靠性，便于日常保養(yǎng)和維護(hù)。

4.2 設(shè)計(jì)飛行航線

在無人機(jī)飛行前要根據(jù)土地整理項(xiàng)目的地形、面積等因素確定映像航向重疊度和旁向重疊度等要素，在無人航拍的工作開展中，要注意把握旁向范圍，一般要求是不低于像幅的40%；其外，要根據(jù)實(shí)際需求設(shè)置好分辨率、航線覆蓋率、相片總數(shù)、視頻總數(shù)、航線、飛行總時(shí)間等要素，以便在工作開展后能夠有條不紊的進(jìn)行。

4.3 外業(yè)航拍工作

在無人機(jī)航測的實(shí)施階段，要嚴(yán)格遵守相關(guān)要求，按時(shí)按規(guī)執(zhí)行作業(yè)，相關(guān)單位可根據(jù)國家測繪局發(fā)布的《低空數(shù)字航空攝影規(guī)范》相關(guān)條例執(zhí)行，嚴(yán)格遵守航拍季節(jié)與時(shí)間要求；在適合航空拍攝的季節(jié)，要盡量選取有利的氣象情況，減少地貌被積雪、雨水、沙塵等遮擋，提高空中攝像對于地貌情況記錄的真實(shí)性；光照對于航攝效果能夠產(chǎn)生一定的影響，這是因?yàn)樵诠庹兆銐驎r(shí)，攝像機(jī)光感應(yīng)能更好，對于所攝對象的展現(xiàn)效果更好更清晰，若光照不足，會導(dǎo)致采光不夠，照片會呈現(xiàn)灰黑的表現(xiàn)，不利于進(jìn)一步觀測，若光照太強(qiáng)，會對無人機(jī)產(chǎn)生高溫影響，造成機(jī)械電子設(shè)備的損害，同時(shí)也可能會產(chǎn)生眩光的現(xiàn)象，照片變“糊”；光照情況下的攝影時(shí)間要結(jié)合太陽高度角與陰影倍數(shù)，再針對不同的地形來綜合確定，區(qū)分好平地、山地、丘陵等不同地形情況下對應(yīng)措施；在沙漠戈壁、森林草原、鹽堿地、喀斯特等特殊地貌情況下測量，要根據(jù)當(dāng)?shù)厝粘鋈章淝闆r，結(jié)合氣溫區(qū)間，分而治之，在特殊地貌地區(qū)盡量避免中午前后2個(gè)小時(shí)內(nèi)的時(shí)間段工作，以避免高溫等情形對攝影產(chǎn)生影響；在無人飛行前，要按照航務(wù)檢查程序，對地面設(shè)備、飛機(jī)結(jié)構(gòu)、任務(wù)平臺等相關(guān)設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)檢查，對于飛行限制地區(qū)要做好提前報(bào)備工作，在大城市等人口密集地區(qū)要做好應(yīng)急預(yù)案，以避免飛行對居民的生命財(cái)產(chǎn)安全造成傷害。

4.4 航拍收尾工作

在航空攝影完成后，要結(jié)合飛行記錄對飛行情況進(jìn)行分析，同時(shí)要對飛機(jī)剩余油量、電量消耗、對各類機(jī)載設(shè)備檢查，在各項(xiàng)檢查工作完成后，撰寫飛行總結(jié)；對于有數(shù)據(jù)分析要求的飛行計(jì)劃，要做好相關(guān)數(shù)據(jù)整理工作，通過專用設(shè)備做好數(shù)據(jù)分析歸納、利用相關(guān)平臺建立起數(shù)據(jù)庫，以備相關(guān)單位和人員使用；在攝影過程中凸顯的問題要及時(shí)向總部反饋，以便后期根據(jù)實(shí)際情況作出有效改動，推動空中測量技術(shù)更新升級。

5 無人機(jī)航測在全域土地綜合整治中存在問題及解決措施

近年來，為順應(yīng)各級政府及企業(yè)實(shí)際需求，在我國各地都紛紛開始了在全域土地綜合整治中運(yùn)用無人機(jī)技術(shù)的大規(guī)模實(shí)踐，在為工作減輕負(fù)擔(dān)，提高效率同時(shí)，也存在一些問題需要我們進(jìn)一步規(guī)范，主要有以下兩點(diǎn)。

5.1 測量工作不夠細(xì)致

無人機(jī)在空中拍攝，可以更為直觀，展現(xiàn)了目標(biāo)對象的整體形象，但相比較人工測量的老辦法，在細(xì)節(jié)上把握的還不夠好，造成許多地理策劃結(jié)果只有“大概”，沒有“詳細(xì)”，給總體規(guī)劃部署造成一定困難，而全域土地整治作為要改變以往單一土地管理模式，打破過去“碎片化”管理造成土地浪費(fèi)的有效舉措，在開展全域治理時(shí)要加深認(rèn)識，一改到底；相關(guān)行業(yè)企業(yè)及人員可從提高無人機(jī)測量技術(shù)性的方向著手，加大無人機(jī)攝像頭精度，同時(shí)利用預(yù)設(shè)計(jì)算方法對地形進(jìn)行3D建模，必要時(shí)可和地質(zhì)部門數(shù)據(jù)共享，具有針對性的拍攝關(guān)鍵地段，打造出智能化拍攝系統(tǒng)，進(jìn)一步做好細(xì)節(jié)把握，加深工作實(shí)效。

5.2 安全事故頻發(fā)

無人機(jī)雖然無人駕駛，但是也屬于航空器的范疇，在利用無人機(jī)進(jìn)行土地測量時(shí)，要考慮到其作為航空器具有的危險(xiǎn)性，這包括對附近居民和建筑物的影響以及國家安全的影響，無人機(jī)在飛行過程中，可能會由于超過控制區(qū)間、電源耗盡或故障、電傳故障等原因失事墜毀，造成地面人員生命財(cái)產(chǎn)損失，例如，某地在一次進(jìn)行鄉(xiāng)村文藝節(jié)目直播時(shí)，采取了無人機(jī)轉(zhuǎn)播技術(shù)，但當(dāng)無人機(jī)上天進(jìn)行轉(zhuǎn)播時(shí)，由于事先保養(yǎng)不夠好，飛機(jī)失控墜毀，造成觀看表演的觀眾受傷，引起不良的社會影響；另外，無人機(jī)也有可能造成國家安全信息的泄露，由于無人機(jī)在高空中拍攝，而我國軍事設(shè)施有可能處于暴露的環(huán)境中，若無人機(jī)被不法分子操控或者拍攝照片被敵特勢力獲取，會造成我國國家安全問題的發(fā)生；綜合以上問題，在無人機(jī)操控的管理中，首先盡量購買國產(chǎn)無人機(jī)，從基礎(chǔ)上避免國外勢力滲透，其后在操作無人機(jī)之前要對機(jī)體、電傳系統(tǒng)、拍攝系統(tǒng)、遙控系統(tǒng)等多方面進(jìn)行飛行前檢查，要嚴(yán)格按照飛行器操作指南進(jìn)行，避免因?yàn)轱w機(jī)故障造成安全事故發(fā)生，在飛行過程中，要盡量避免軍事等機(jī)密設(shè)施，嚴(yán)格按照國家對無人機(jī)飛行高度、范圍的標(biāo)準(zhǔn)飛行，若發(fā)現(xiàn)拍攝到涉密信息要及時(shí)刪除并報(bào)備，避免引起泄露等問題，在飛行后要高標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)要求的對飛機(jī)進(jìn)行保養(yǎng)，并記錄好相關(guān)參數(shù)，確保下一次飛行安全可靠。

6 結(jié)語

在全域土地綜合整治中發(fā)揮無人機(jī)航測具有十分重要的意義，無人機(jī)以其具有靈活性強(qiáng)、使用成本低、效率高等特點(diǎn)被廣泛使用，相關(guān)單位和人員要把握好無人機(jī)使用中面臨的問題以及處理方式，讓其助力于全域土地整治工作在促進(jìn)社會發(fā)展、推動新農(nóng)村建設(shè)、落實(shí)鄉(xiāng)村振興偉大戰(zhàn)略中發(fā)揮作用。