無人機遙感地理信息技術(shù)在國土三調(diào)中的應用研究

宋承會

(三和數(shù)碼測繪地理信息技術(shù)有限公司，甘肅 天水 741000)

引言

第三次全國國土調(diào)查是一項以查實查清土地資源的重大國情國力調(diào)查，是全面查清當前我國土地資源利用現(xiàn)狀和準確全面了解土地基礎數(shù)據(jù)信息的基礎，也是建設現(xiàn)代化、信息化社會的基礎，對強化土地資源信息社會化服務有著重要的促進作用。與第二次全國土地調(diào)查相比，第三次全國國土調(diào)查對土地基礎數(shù)據(jù)提出了更準、更精的要求，該項工作任務顯著的特點是對土地資源的“細化”和“信息化”，這就要求在完成這項工作過程中必須使用先進的現(xiàn)代化技術(shù)手段，實現(xiàn)土地資源的精準化調(diào)查。但原有技術(shù)的影像分辨率相對較低，并且相關(guān)的工作效率也處于較低的水平。為了使工作標準和所獲得的數(shù)據(jù)信息影響等符合相關(guān)技術(shù)規(guī)程，就要科學有效地應用無人機遙感地理信息技術(shù)。

1 國土三調(diào)簡述

1.1 土地利用現(xiàn)狀調(diào)查

在第二次國土調(diào)查結(jié)果的基礎上，有效開展第三次國土調(diào)查工作。對土地利用基礎數(shù)據(jù)進行全面細化和完善，以此全面掌握國土利用現(xiàn)狀和國土資源變化等情況，由此可知，第三次國土調(diào)查的內(nèi)容之一為土地利用現(xiàn)狀調(diào)查。該內(nèi)容中不僅包含農(nóng)村土地利用現(xiàn)狀調(diào)查，還涵蓋城鎮(zhèn)村莊內(nèi)部等土地利用現(xiàn)狀調(diào)查，從而能夠全面查清城鄉(xiāng)各類型土地分布和利用狀況。在相關(guān)技術(shù)規(guī)程基礎上，將底圖調(diào)查作為相應的基礎，對每塊圖斑的類型、位置、面積等具體情況進行實地調(diào)查。對城鎮(zhèn)村莊內(nèi)部的土地利用現(xiàn)狀圖斑進行調(diào)查，需要在工作類型和相關(guān)影像等特點上，使土地利用現(xiàn)狀圖斑調(diào)查得到有效細化。對于土地利用現(xiàn)狀調(diào)查來講，其具體工作流程為對相關(guān)資料進行收集和整理、制作相關(guān)的調(diào)查底圖、外業(yè)調(diào)查舉證、構(gòu)建相對應的數(shù)據(jù)庫、相關(guān)數(shù)據(jù)和影像的統(tǒng)計匯總、提交相關(guān)的成果[1]。

1.2 外業(yè)調(diào)查舉證技術(shù)要求和困難

對于外業(yè)調(diào)查舉證工作來講，其需要消耗大量的人力物力。在相關(guān)舉證要求的基礎上，有效提供實地舉證照片。同時在技術(shù)規(guī)程的前提下，特定類型的土地都需要完成相應的實地舉證步驟。特定類型中不僅包括原有調(diào)查數(shù)據(jù)庫中新增加的建設用地，還包含農(nóng)用地調(diào)查未被利用地等。從舉證照片的角度來講，該照片的拍攝方向需要全面反映圖斑實際利用狀況，同時全景、近景等照片都具有相對應的要求。由于舉證圖斑數(shù)量相對較多，并且外業(yè)核查過程中還要面臨滑坡、陡坡、大圖斑舉證完整等困難，就會導致消耗大量人力物力依然無法獲取舉證照片等現(xiàn)象出現(xiàn)，使該問題成為第三次土地調(diào)查中需要解決的難題之一[2]。

2 無人機遙感地理信息技術(shù)在國土三調(diào)中的應用優(yōu)勢

2.1 具有較強適應性

外業(yè)核查環(huán)境具有明顯的復雜性，甚至存在人們無法到達的區(qū)域。在這樣的情況下，要有效應用無人機遙感地理信息技術(shù)。其不僅可以確保相關(guān)影像分辨率，還能夠有效滿足審核標準。與此同時，該技術(shù)中邏輯控制器型號相對較多，并且適配性相對較高，能夠在工作需求的基礎上，有效選擇適宜的邏輯控制器，從而使該技術(shù)應用的適應性顯著加強。

2.2 實現(xiàn)精準全覆蓋

無人機地理信息技術(shù)系統(tǒng)中包含5G和RS技術(shù)，能夠形成科學有效的數(shù)據(jù)監(jiān)控模式，從而在相關(guān)區(qū)域內(nèi)快速完整地收集有關(guān)信息。當RS技術(shù)得到合理化應用后，在系統(tǒng)控制下可以有效完成數(shù)據(jù)信息快速收集工作。將RS和5G有效結(jié)合，可以利用遠程的方式傳送相關(guān)影像和數(shù)據(jù)，移動終端對該信息有效接收并完成自動化存儲工作[3]。

2.3 技術(shù)應用具有靈活性

在國土三調(diào)中應用無人機遙感地理信息技術(shù)，能夠?qū)脚姆较蛞约案叨鹊冗M行靈活性調(diào)整，有效彌補人工拍照中存在的不足，確保拍攝的全面性。同時在高空中完成相應的拍攝，不僅可以整體反映圖斑狀況和周圍環(huán)境等，還可以充分凸顯圖斑土地利用的實際狀況，從而使明確地類工作的精準性得到明顯提升[4]。除此之外，該技術(shù)中還包含相關(guān)的POS系統(tǒng)，能夠使采集的拍照坐標更加精準，進而使舉證過程中獲取的數(shù)據(jù)信息更加真實和完整。

3 無人機遙感地理信息技術(shù)在國土三調(diào)中的有效應用

3.1 利用無人機遙感地理信息技術(shù)開展外業(yè)舉證

按照三調(diào)工作要求，二調(diào)地類圖斑和最新航攝遙感影像不太一致的圖斑需要提取進行外業(yè)調(diào)查舉證，以此來全面清查當前土地利用狀況。在外業(yè)調(diào)查工作底圖中標注需求舉證的疑問圖斑，該類圖斑類型主要包括以下2種，即最新影像反映的地類和二調(diào)圖斑地類不一致的圖斑；最新影像和國家下發(fā)的不太一致圖斑地類之間存在一定的異議，該疑問圖斑也需要進行合理化的標注。從需要進行舉證的疑問圖斑來講，傳統(tǒng)工作需要相關(guān)人員進入實地拍照舉證，并且舉證照片中不僅要包含全局影像，還要涵蓋近景影像和內(nèi)部照片等，使外業(yè)調(diào)查的工作量相對較大。

在外業(yè)核查和舉證環(huán)節(jié)中應用無人機遙感地理信息技術(shù)，可以使現(xiàn)場實地拍照舉證中成本較高、效率較低等問題都得到妥善解決，還使得相關(guān)成本得到明顯降低，工作效果和效率都得到顯著加強。利用無人機進行外業(yè)拍攝舉證的工作流程具體如下。設置相關(guān)的航點，在地圖中直接添加航點，也可以在疑問圖斑的基礎上，對相關(guān)的航點自動生成；合理規(guī)劃航線，對航點進行有效關(guān)聯(lián)，并合理化設置航點動作參數(shù)，如拍照的角度和方向等；自動定向并對多個舉證圖斑進行有效航攝；從底圖中有效提取拍攝點的實際坐標，并對舉證照片進行定位定向；逐一核實舉證圖斑，在需求的基礎上有效補充建筑內(nèi)景照片[5]。簡言之，通過無人機舉證的方式，可以使外業(yè)舉證工作量明顯減少，使作業(yè)效率顯著提高。同時，該方式能夠進入到人工無法進入的區(qū)域，使外業(yè)核查的安全性得到大幅度提高。

3.2 預測土地變化

RS圖片成像具有較強的清晰性，在對圖片進行對比和系統(tǒng)化研究后，可以有效獲取土地變化數(shù)據(jù)信息，不僅能夠有效預測土地未來變化趨勢，還可以為土地管理提供一定的依據(jù)和保障[6]。將無人機遙感地理信息技術(shù)應用到土地調(diào)查工作中，可以獲取高質(zhì)量的數(shù)據(jù)，并且數(shù)據(jù)還可以完成自動化更新工作，從而順利完成土地核對和建模等工作。除此之外，應用該技術(shù)中的云端計算功能，可有效開展數(shù)據(jù)資源管理以及編程建模等工作，進而使土地調(diào)查工作中的數(shù)據(jù)核查和處理功能得到完善。

3.3 土地類別遙感辨認

在無人機遙感地理信息技術(shù)的基礎上，可以使土地類別的有效辨別得以完成，同時有效應用該技術(shù)中的計算機虛擬化技術(shù)，使土地模型建模優(yōu)化工作效率得到全面提升。該虛擬化技術(shù)的運作方式指的是利用虛擬化的手段處理無人機系統(tǒng)，使無人機自身硬件設備等在未全面更新升級的狀態(tài)下，依然不受外界條件所影響，甚至可以同時運行2個以上的操作系統(tǒng)。簡言之，該計算機虛擬化技術(shù)在虛擬化和系統(tǒng)整合的基礎上，有效構(gòu)建土地模型，從而有效區(qū)分和辨別土地類別。

3.4 制作城鎮(zhèn)地區(qū)工作底圖

經(jīng)濟以及社會處于不斷發(fā)展變化的狀態(tài)中，城鎮(zhèn)地區(qū)也會隨之發(fā)生一定的變化。城鎮(zhèn)地區(qū)的圖斑相對細碎，并且變化速度相對較快。在第三次土地調(diào)查核查工作的前提下，需要城鎮(zhèn)地區(qū)工作底圖精準反映圖斑屬性，同時需要時效性保持在良好的狀態(tài)中。利用現(xiàn)存影像地圖有效制作第三次土地調(diào)查工作底圖時，會存在一定的問題，如衛(wèi)星影像分辨率相對較低，導致根據(jù)影像無法有效分辨大量圖斑屬性和邊界。另外，雖然航空影像的精度要明顯高于0.2m，但部分地區(qū)的時效性相對較低，并且覆蓋的范圍具有一定的局限性，從而利用圖斑影像解讀的土地現(xiàn)狀和實際情況之間存在明顯的差異性。此時就要有效應用無人機遙感地理信息技術(shù)。利用該技術(shù)所制作的影像成本相對較低，但效率相對較高。在制作城鎮(zhèn)地區(qū)工作底圖時，也能夠獲取時效較高且分辨率相對優(yōu)質(zhì)的影像，使影像判斷的精準性得到提升的同時，也可以明顯提高地類圖斑邊界變更的準確性，減少相關(guān)外業(yè)舉證的工作量。

3.5 在外業(yè)調(diào)繪工作中的應用

對傳統(tǒng)國土調(diào)查外業(yè)調(diào)繪來講，采用的方式以巡查和訪問為主。在這樣的方式下有效獲取相關(guān)數(shù)據(jù)信息，并可以有效核查特殊性和規(guī)律性地物狀況，從而使調(diào)繪工作的精準實施得到保障。但是在核查時，如果出現(xiàn)非季節(jié)因素干擾時，就要有效應用相對先進的技術(shù)，這樣可以使獲取信息內(nèi)容的完整性和精準性得到明顯提高。對第三次國土調(diào)查工作來講，由于面臨的自然環(huán)境和經(jīng)濟都更加復雜，使得調(diào)繪工作的難度系數(shù)也明顯增大。此時就要有效應用無人機遙感地理信息技術(shù)，并在人工操作和自動化控制等前提下完成底圖制作工作。在該底圖的基礎上，全面開展外業(yè)調(diào)繪工作，使獲取的影像和數(shù)據(jù)信息更加準確和完整，從而使調(diào)繪工作的質(zhì)量得到全面保障。需要注意的是，在外業(yè)調(diào)繪期間應用該技術(shù)時，需要根據(jù)客觀情況全面采集地理信息和影響。同時在相關(guān)軟件系統(tǒng)的基礎上，準確判斷相關(guān)地理因素，以此確保調(diào)繪工作的精準性。與此同時，還可以有效存儲相關(guān)數(shù)據(jù)信息。

3.6 助力監(jiān)督核查

對第三次土地調(diào)查成果核查工作來講，其工作量相對較大，不僅要對圖斑屬性的正確性以及要素的完整性進行有效核查梳理，還要對圖形正確性進行全面檢查。同時有效檢查圖斑信息表以及舉證成果等之間的對應關(guān)系，使彼此之間的對應關(guān)系更加準確。由于核查壓力相對較大，如何確保第三次國土調(diào)查成果核查的效率和精準性是監(jiān)理部門主要關(guān)心的問題。如果都利用人力來完成，不僅效率較低且精準度也無法得到保證。因此，可以有效應用無人機遙感地理信息技術(shù)。無人機可以在核查現(xiàn)場中開展航拍作業(yè)，能夠快速和大范圍獲取最新土地狀況，使核查人員能夠快速掌握土地真實情況，從而完成問題圖斑的有效判斷以及細化類別等工作。對遮擋或遮蔽區(qū)域的信息來講，能夠有效應用航點飛行和手動控制拍照等方式，從而在地類判讀和取證記錄等方面提供一定的助力。簡言之，應當全面發(fā)揮該技術(shù)的優(yōu)勢，可以在相關(guān)環(huán)境的基礎上靈活運用，對復雜地形或物體遮蔽等環(huán)境下的信息或數(shù)據(jù)有效獲取，并完成相應的稽查工作，進而使核查工作的精準度和工作效率顯著提升。

3.7 在調(diào)查規(guī)劃中的應用

將無人機遙感地理信息技術(shù)有效應用到第三次土地調(diào)查工作中，可以使調(diào)查規(guī)劃的科學有效性明顯提升。具體從以下方面入手。有效制定相關(guān)的操作規(guī)劃方案，使調(diào)查覆蓋面得到有效拓展，同時能夠及時精準地獲取相關(guān)數(shù)據(jù)信息，有效判斷規(guī)劃的科學合理性，在使用該技術(shù)時，需要根據(jù)調(diào)查區(qū)域航行軌跡來進行一定的優(yōu)化，并對各種影響因素全面考量，以此來使攝像信息的重疊度和覆蓋度得到全面增加，進而使影像色彩和影像圖之間保持和諧的狀態(tài)；在初始規(guī)劃階段，利用該技術(shù)合理化制作底圖，并在驗證和嵌合處理下，根據(jù)相關(guān)調(diào)查資料以及數(shù)字化內(nèi)容等對可行性規(guī)劃進行有效編制，使得國土調(diào)查速度得到明顯加快，使信息內(nèi)容的共享性得到大幅度提升；在該技術(shù)下全面提供國土三調(diào)中的數(shù)據(jù)信息，并有效供應權(quán)屬取證相關(guān)的數(shù)據(jù)內(nèi)容，從而使調(diào)查規(guī)劃方案的合理性和完善性得到加強。

4 結(jié)束語

就本文的論述可得，在國土三調(diào)中應用無人機遙感地理信息技術(shù)具有重要的作用，不僅使外業(yè)舉證的工作量明顯降低，還可以使工作效率以及工作人員的安全性得到保證。同時能夠全面反映圖斑土地利用狀況，彌補人工操作中存在的不足，使工作底圖制作效率和質(zhì)量顯著提升，從而為國土三調(diào)的精準性提供重要的支撐和保障。想要達到這樣的效果，需要對無人機遙感地理信息技術(shù)在國土三調(diào)中的應用進行深入探究，使其作用得到充分體現(xiàn)，進而為國土三調(diào)的有效性和精準性奠定基礎保障。