小型无人机倾斜摄影在浙江省农经权确权中的应用

张盼兴，申仲舒

(1.浙江建材测绘院有限公司，浙江 杭州 310022； 2.浙江省测绘质量监督检验站，浙江 杭州 311100)

农村土地承包经营权确权登记颁证工作是以现有农村土地承包经营台账、合同、证书为依据，查清承包地块的面积和空间位置，建立健全土地承包经营权登记簿，妥善解决承包地块面积不准、四至不清、空间位置不明、登记簿不健全等问题[1]。从地籍入户调查、地块测量、影像图的制作、信息的录入到确权、登记、颁证，需要投入大量的人力、财力、物力。土地承包经营权确权登记颁证要做到每一宗土地测绘准确、程序规范，传统的测量方法主要分为实测法、图解法、航测法，也可以采用多种方法结合[2-3]。实测法一般采用基于地方连续运行参考站(continuously operating reference system，CORS)的实时动态载波相位差分技术(real-time kinematic，RTK)结合全站仪的测量方法，优点是精度高，缺点是需要村民现场指界，工作强度大，测量效率低。图解法是利用已有的大比例尺地形图或高分辨率的正射影像进行图解量算地块界址点坐标，可以有效降低工作强度。但浙江省大部分农村现有的资料覆盖率低，资料现势性不强，山区精度不高，导致图解法施行比较困难。航测法主要是采用无人机进行低空摄影测量，具有机动性强、成本低、效率高等一系列优点，生产出来的正射影像可作为基础数据直接进行承包地块的测量；但正射影像不具备立体感，田坎、有地物遮挡的地方还需要到实地进行人工判断。

倾斜摄影测量一般是采集1个垂直及4个不同方向的倾斜影像，拍摄照片的同时记录航高、航速、坐标等参数。与传统的垂直摄影测量技术相比，倾斜摄影测量可以获得多角度高分辨影像，能够生成数字三维模型，可以向用户提供直观的三维实景，并直接在三维模型上进行要素采集，对田坎、水沟、被地物遮挡的隐蔽处等都具有一定的辨识度，几乎不需要村民去现场指界，降低了人工成本，节省了时间。随着影像后处理技术的发展，倾斜摄影技术生成的实景三维模型在各行各业得到了广泛的应用，如数字城市[4]、建筑规划[5]、智慧城市[6]等方面。目前，利用无人机倾斜摄影技术测量农村土地的研究鲜有报道。本文利用小型无人机倾斜摄影技术对农村土地进行测绘，探讨该技术的测绘精度，以期为农村土地承包经营权确权登记颁证工作的顺利开展提供一种可行的方法。

1 材料与方法

1.1 试验区选择

浙江省丘陵山地居多，农村承包土地面积小，地块不规整，土地测绘精度控制有一定难度。在建德试验区选取不同面积、不同形状的45个地块进行试验，地块具体分布如图1所示。

图1 建德试验区的45个地块分布

1.2 方法

无人机影像参数。无人机采用大疆Phantom 4 Pro，相机为无人机自带相机，像幅为4 864×3 648，地面分辨率10 cm，相机焦距35 mm，相机倾角45°，相对航高350 m，航向重叠度80%，旁向重叠度80%。

本次试验影像数据采集共飞行5个架次，包括1个垂直及4个不同方向，对试验区域进行实地像控点采集；内业进行空中三角测量，并安排有经验的作业员根据高分辨率倾斜摄影模型对选取的地块进行勾绘；外业安排作业员实地采用浙江省CORS，利用GPS对选取的图斑进行实地采集。采集完成后，将外业采集的点坐标与倾斜模型坐标进行一致性转换，通过计算各界址点的误差进行界址点精度统计，然后对采集的界址点进行构面，与内业作业员选取的地块面积进行比对，计算其相对误差。具体方法如图2所示。

图2 试验流程

地块面积相对误差计算方法参考《浙江省农村土地承包经营权确权登记颁证成果检查验收实施细则》(浙农确权办〔2017〕1号)，以地块的实测水平投影面积为基准数据(真值)，与同名地块图斑的面积对比，计算其相对误差。相对误差比例为相对误差除以真值。

2 结果与分析

2.1 界址点精度

宗地界址点指宗地权属界线的转折点，是标定宗地权属界线的重要标志。《浙江省农村土地承包经营权确权登记颁证技术方案》(浙农确权办〔2015〕8号)规定：图解法测定界址点精度中误差不超过1.2 m，且2倍的中误差为其限差，困难地区可放宽50%。本次试验对选取的45个地块的明显界址点进行精度比对，共采集213个界址点信息(图3)。界址点平面中误差52.90 cm，最大误差为1.87 m；误差超过1.2 m的检查点有3个，但均在限差范围之内。因此，本研究所用方法的界址点精度可以满足浙江省农村土地承包经营权确权登记颁证工作对地块要素测量要求。

图3 界址点精度

图4 地块面积相对误差

2.2 面积相对误差

如图4所示，对45个地块面积进行比对。地块面积相对误差比例最大为6.3%，面积相对误差比例超过5%的地块共有5个，占检查地块的11.1%，主要是因为地块面积较小造成的。从误差分布可以看出，面积相对误差比例基本与地块面积大小成反比，地块越大，相对误差比例越小。

《浙江省农村土地承包经营权确权登记颁证成果检查验收实施细则》(浙农确权办〔2017〕1号)要求：地块面积相对误差比例一般不超过5%；对地块面积小、地形地貌复杂等情况，相对误差适当放宽，但面积相对误差比例5%以上的地块数不超过抽检总数的15%，其中误差比例15%以上的地块数不超过抽检总数的5%。由此可见，本研究基于小型无人机倾斜摄影的方法能够满足浙江省农村土地承包经营权确权登记颁证工作对地块面积精度的要求。

采用小型无人机倾斜摄影技术对农村土地进行测绘，其图解精度可以达到《浙江省农村土地

承包经营权确权登记颁证技术方案》(浙农确权办〔2015〕8号)和《浙江省农村土地承包经营权确权登记颁证成果检查验收实施细则》(浙农确权办〔2017〕1号)的要求。此次农村土地承包经营权登记颁证项目时间紧，任务重，地方财政经费紧张，而且浙江省山地多，地块面积小且分布零散，导致土地测绘工作难度较高，费时费力，效率低。小型无人机倾斜摄影具有影像获取快捷方便，机动性强，成本低，影像分辨率高，时效性强等特点，充分利用已有的资料，结合小型无人机的倾斜摄影技术，可以保证土地测绘的质量和进度。该方法以后将在大比例尺地形图制作、第三次全国土地调查、应急测绘等方面发挥更为广泛的作用。