無人機技術(shù)在第三次全國國土調(diào)查外業(yè)舉證中的應(yīng)用研究

劉 娟，丑一帆

（甘肅省地礦局第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅 蘭州 730050）

1 概述

第三次全國國土調(diào)查工作計劃于2020年底全面完成，三調(diào)相比較于二調(diào)主要在于采用了最先進(jìn)的外業(yè)舉證技術(shù)，就是矢量化后內(nèi)業(yè)無法判斷的地類，需要提取出來，對于國家提取的不一致圖斑和自主提取的不一致圖斑，都要進(jìn)行外業(yè)舉證，通過平板電腦、手機安裝APP進(jìn)行外業(yè)舉證判定地類，這樣就很好的保證了每塊地類的準(zhǔn)確性。但實際中大量需要外業(yè)舉證的圖斑，人員車輛無法到達(dá)，尤其在山區(qū)及高海拔地區(qū)，這就給工作人員造成了很大的困難，為了保證國土三調(diào)外業(yè)舉證的順利完成，筆者通過采取無人機技術(shù)進(jìn)行外業(yè)核查舉證，從導(dǎo)入圖斑、自動規(guī)劃航線、外業(yè)拍攝舉證、數(shù)據(jù)檢查、成果上傳等確保了外業(yè)舉證的效率和準(zhǔn)確性，為進(jìn)一步做好三調(diào)工作提供了方法[1-3]。

2 無人機舉證

無人機技術(shù)是近幾年新興起來的技術(shù)，在很多領(lǐng)域得到了應(yīng)用，尤其在無人機航拍技術(shù)方面，能準(zhǔn)確、清晰、及時的傳回畫面。無人機舉證技術(shù)是通過無人機、相機、舉證APP，將國家下發(fā)的不一致圖斑和自己提取的不一致圖斑、疑問圖斑、影像無法判讀的圖斑經(jīng)過內(nèi)業(yè)處理后，統(tǒng)一編號將外業(yè)舉證數(shù)據(jù)上傳到軟件中，在通過外業(yè)航飛拍照，確定地類。由于無人機的便捷性和高效性，在外業(yè)舉證時很好的解決了道路不通、人無法到達(dá)、以及外業(yè)人工舉證效率低下的問題。

2.1 高效性

經(jīng)測算，目前我們?nèi){(diào)采用的舉證方式為人工拍照，兩人一組、一輛車，提前規(guī)劃好路線、一個圖斑一個圖斑現(xiàn)場舉證，每天的工作量平均為25個圖斑，如果考慮交通不便、道路崎嶇，高海拔地區(qū)、每天的工作量約為10個，效率極低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到舉證任務(wù)目標(biāo)。無人機舉證就很便捷，無人機不受道路交通的限制，能很靈活的抵達(dá)人力無法到達(dá)的舉證區(qū)域，尤其是在一些偏遠(yuǎn)山區(qū)、高海拔地區(qū)、具有很獨特的舉證優(yōu)勢。特別是在一些舉證圖斑分布相對集中的區(qū)域，無人機舉證1個架次就能舉證15個圖斑左右，整個耗時30分鐘，效率得到很大提高。對于一個普通的操控手來說每天舉證的工作量在160-240個左右，專業(yè)的操控手每天舉證量在250-300個左右，相比較于人工外業(yè)舉證，約為8倍的工作量。對于面積較大的單個圖斑，人工不好拍攝，無人機舉證就可一次在多個位置進(jìn)行舉證，以保證舉證的效果和質(zhì)量，因此采用無人機進(jìn)行外業(yè)舉證能大大的提高外業(yè)舉證效率。

2.2 真實性

依據(jù)國家要求第三次全國國土調(diào)查的生命線就是真實，寧要數(shù)據(jù)的真實性、不要虛假前后的一致性。對于國家下發(fā)的不一致圖斑和影像無法判讀的圖斑、重點地類圖斑，在進(jìn)行外業(yè)舉證時至少要拍一張全景照片、一張近景照片、一張局部照片。因無人機的靈活性在外業(yè)舉證時可以靈活的調(diào)整相機的拍照方向和高度，很好的彌補了人工在地面拍照時的視角不佳、拍攝不全的缺點。同時又能從高空拍照展現(xiàn)圖斑的整體情況和圖斑周圍環(huán)境，能更好的反映圖斑的土地利用情況。從而更準(zhǔn)確的確定該圖斑地類。無人機搭載的POS系統(tǒng)能更好的采集拍照坐標(biāo)，記錄在照片信息當(dāng)中，從而很好的保證了舉證數(shù)據(jù)的時效性和真實性[4]。

2.3 便捷性

采用無人機進(jìn)行外業(yè)舉證既方便又快捷，相比于人工外業(yè)舉證能大大的節(jié)省人力、物力和財力。首先對于影像上無法判讀的地類，外業(yè)舉證又無法到達(dá)的區(qū)域，舉證拍照很困難，基本上要取得拍照結(jié)果只能靠步行，既耗時又耗力，無人機外業(yè)調(diào)查舉證能很好地解決這類問題。其次對于需要外業(yè)舉證的圖斑地類面積較大、地類復(fù)雜，有的圖斑可能包含好幾個地類，人工拍照就需要拍多個圖斑、多個照片，并且在外業(yè)不好分割，無人機外業(yè)舉證可以很好地進(jìn)行全景、近景、不同的角度進(jìn)行拍照，從而依據(jù)無人機搭載的GPS位置、周邊環(huán)境、從而確地類范圍線及地類屬性。最后對于影像上顏色地類一致的圖斑，均勻選取目標(biāo)區(qū)域的地類，通過無人機進(jìn)行外業(yè)拍照從而準(zhǔn)確的確定地類，制作地類樣本，以達(dá)到影像內(nèi)業(yè)解譯與實地相一致的情況，可以很好地幫助內(nèi)業(yè)人員進(jìn)行解譯，以提高解譯的準(zhǔn)確性[5]。

3 工作流程

在進(jìn)行無人機外業(yè)舉證時，先要在內(nèi)業(yè)處理好舉證圖斑，利用電腦規(guī)劃好路線、設(shè)計航高、確定舉證拍照點、按照舉證的難易程度確定架次、舉證數(shù)量，導(dǎo)入舉證APP，工作人員按照設(shè)計好的路線到達(dá)現(xiàn)場，一鍵起飛、自動返航、舉證完畢。舉證完成后下載數(shù)據(jù)、查看舉證成果的質(zhì)量，對于不符合要求的照片，重新舉證。舉證完畢后生成符合三調(diào)要求的舉證DB文件，并通過標(biāo)準(zhǔn)接口輕松上傳至國土調(diào)查云平臺。從規(guī)劃到執(zhí)行，再到舉證結(jié)果上傳，一站式開展外業(yè)舉證工作，操作簡單，高效靈活。無人機外業(yè)舉證充分利用了“3S”一體化外業(yè)調(diào)查技術(shù)，改變了傳統(tǒng)低效、繁重的外業(yè)工作，節(jié)省了勞動成本，大大提高了作業(yè)效率。工作流程如圖1所示。

圖1 工作流程

4 應(yīng)用實例

以夏河縣為例，如圖2，圖3所示，全縣平均海拔在3200m，舉證難度大，全縣需舉證圖斑比例超過20%，共計超過8000個。除數(shù)量多外，舉證圖斑還具有范圍廣、面積小的特點，部分圖斑工作人員無法到達(dá)。本次采用的無人機為大疆御2pro專業(yè)版，哈蘇相機、像素1200萬，單價次續(xù)航能力35min，本次無人機外業(yè)舉證共累計航拍架次30次，航拍18h，外業(yè)舉證圖斑1207個，符合舉證要求的圖斑1026個，需要補拍的有15個，需要拍攝內(nèi)部照片的圖斑有166個。舉證工作由原來的5組、10人、13個工作日縮短到2人、1組、4個工作日完成，效率、準(zhǔn)確性得到很大提高。

圖2 內(nèi)業(yè)提取的不一致圖斑

圖3 外業(yè)舉證照片

5 結(jié)束語

本文對無人機技術(shù)在國土三調(diào)中外業(yè)舉證的方法和技術(shù)進(jìn)行了有益的探索，通過實例證明了該方法的高效、準(zhǔn)確性。首先無人機外業(yè)舉證時很好地解決外業(yè)人員無法到達(dá)圖斑拍攝區(qū)域的問題。其次相比于人工外業(yè)舉證的效率問題，無人機有很大的優(yōu)勢。最后無人機在進(jìn)行舉證拍照時可以在空中靈活的調(diào)整拍攝角度和高度，可以全面的反映地類情況。無人機進(jìn)行外業(yè)舉證時既可以保證外業(yè)舉證的效率又能很好的保證舉證質(zhì)量，為按時、按點、保質(zhì)保量完成第三次全國國土調(diào)查工作提供了很好的技術(shù)保障。