低空无人机航空摄影在山区土地确权中的应用

贾永斌 张雅迪 贾聚勇 贾永超

摘 要∶山区农村土地承包经营权确权登记颁证工作结构复杂、地块不规则、地块数量大，增加了测绘外业工作的工作量及难度。本文分析了山区以无人驾驶飞机作为空中作业平台，对农村范围内的承包土地进行航空拍摄，获取高清的数字正射影像图作为工作底图，以保证农村土地承包经营权确权登记发证工作有效地开展。无人机航空摄影测量系统在该项目中发挥了很好的作用，不仅提高工作效率，而且还节省项目经费。

关键词∶土地确权 低空无人机 航空摄影 正射影像图

中图分类号：P23 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2018）01（a）-0160-03

传统测绘手段受山区地形影响，外业测量十分困难。无人机航空摄影测量系统作为一项空间数据获取的重要手段，具有快速高效、机动灵活、精细准确、作业成本低、适用范围广、影像实时传输、高危地区探测等重要特点，在小区域和常规困难地区快速获取高分辨率影像方面具有明显优势。该技术应用前，进行小面积实验，结果表明，技术有效、可行。

1 低空无人机航空摄影在土地确权项目应用的可行性分析

1.1 技术要求

主要精度要求：地块分布图上界址点相对于邻近控制点的点位中误差和相邻界址点之间的间距中误差不超过规定（比例尺1∶2000；点位中误差1.20m；相邻界址点间距中误差1.20m）。

1.2 传统测绘在该项目中的缺陷

1.2.1 GPS全野外数据采集

山区测绘工程中其地理环境多为高山峡谷或者密集的树木，这些区域卫星信号有一定的遮挡影响，而且白天中午时间段受到电离层的干扰比较大，共用的卫星数量比较少，因此作业时间方面会受到一定的限制。另外已知点架基站进行数据传输时所采用信号为短波信号，一些诸如山体或者高频信号等障碍物会对其产生干扰，导致数据在传输时出现严重的衰减问题，对于作业半径及测量精度均会产生影响。而且投入人员仪器设备较多，增加施工成本，工作效率和经济效益低下，工序流程的划分，延长了工期，增加了劳动强度。

1.2.2 有人机

需要有专业的飞行员和专业的后勤保障人员，对起降场地要求高。设备安装调试工序复杂，受天气影响较大，机动不灵活，项目成本高。

1.3 无人机航摄技术与流程

利用航摄影像和CORS网络进行像片控制测量，采用全数字空中三角测量系统进行空三加密，将空三成果导入全数字摄影测量系统制作数字正射影像图。流程詳见图1。

1.3.1 航空摄影

结合实地踏勘地理坏境及气候特点，本次飞行平台采用天巡AS1200固定翼无人机搭载SONY a5100数码相机，无人机主要性能参数如表1所示，数码相机参数如表2所示，航空摄影航线规划示意图如图2所示。

1.3.2 航空摄影测量外业

像片控制点是航测内业控制点加密的依据，是影响成图数学精度的主要因素。该区域野外像片控制点的布设按照《1∶500 1∶1000 1∶2000地形图航空摄影测量外业规范》中航线网布点要求进行布设。布设密度为每6～12条基线一个点，像片控制点布设在航向及旁向六片或五片重叠的范围内，使布设的像片控制点均可公用。

像片控制点位置选取：布设像控点常用的两种方法。一种是航飞前预先放置航射标志，尺寸要达到地面分辨率的5～10倍。采用反差大的颜色或者是在现场采用涂抹油漆撒石灰的方法进行标记。另一种是航拍后布控的方案，在测区内按照要求均匀选择点位，这些点位需在影像上特征明显、纹理清晰处布设[1]。

像控点测量主要技术要求应符合《低空数字航空射影规范》（CH/Z 3005-2010）[2]中的精度要求。利用已建立的河北省卫星定位连续运行基准服务平台，以网络RTK对像控点进行测量，平面精度不超过5cm。

1.3.3 无人机影像处理

根据空三加密成果以及自动生成的数字高程模型DEM，采用双三次卷积内插的重采样方法，对无人机影响进行自动正射纠正，生成单片的数字正射影像DOM，并自动匀色、镶嵌、裁剪，最终得到标准图幅的DOM成果。

1.3.4 图解界址点坐标

利用标准图幅的DOM，在实地勾绘地块位置。使用南方CASS8.1地形地籍成图软件或者ArcGIS10软件结合外业调绘成果，将地块界线绘制出DWG地块图，并在地块内标注承包人姓名、地块合同面积。在DLG图上图解出界址点坐标。

1.3.5 成果截图展示

包含了正射影像、界址线、耕地承包人、耕地面积、四至等内容。成果示意图如图3所示。

1.4 传统测绘与无人机航摄技术工作量比较

以银洞村为例正射影像外业调绘用了2.5d，内业图解坐标1d。

传统人工测量外业至少需要5～6d。山区没有道路，而且横穿坎上坎下，蛇形步行前进，测量非常困难。大部分村庄等同于银洞村，遇到高山区，山沟较窄的村庄，外业测量需要更长时间。

1.5 无人机航摄技术成果分析

对数字正射影像图内的地块位置精度进行了实地验证，利用外业实测的检查点，与正射影像图解的同位置点位进行比较。项目提交成果不需要高程数据，检查平面位置野外实地测量点数85个，中误差为±0.38m，得出本次飞行成果完全满足农村土地承包经营权确权登记颁证工作的精度指标。

2 研究结论与分析

图解界址点的精度与外业实地测量对比，根据农业部发布实施的《农村土地承包经营权调查规程》（NY/T 2537-2014）[3]中关于界址点精度指标的要求。

本次实验满足比例尺为1∶500的山地、高山地农村土地承包经营权调查精度要求。对于使用1∶2000以及更小比例尺的农村土地承包经营权调查，完全满足精度要求。

3 结语

全国农村土地承包经营权调查工作进行到后期，但是未开展工作的往往是山地和高山地的调查，为今后该项工作提供了很好的工作方案。无人机航空摄影技术在农村承包经营权确权登记发证测绘中的应用，可得到高分辨率的正射影像图（DOM）既满足项目精度要求，同时也提高了工作效率，缩短了工作周期，降低劳动成本。无人机航空摄影获取的准确、全面的数据和影像，保证了农村土地承包经营权确权登记颁证工作的顺利进行。国土资源部计划从明年开始展开第三次全国土地调查项目，该成果也可以应用于国土调查项目中。根据实验结果，1∶2000地形图测图时，可以应用该方案绘制平面图。

参考文献

[1] 郭世敏，朱大明，王凯.无人机航测项目实施中像控点布设方法探讨[J].价值工程，2016，35（21）：138.

[2] 国家测绘局.低空数字航空摄影规范[M].北京：测绘出版社，2010.

[3] 杨丽.农村土地承包经营权调查规程[J].北京科技大学学报，2009，25（1）：34-37.