无人机航测在农村土地确权中的应用

赵政文ZHAO Zheng-wen

（华北地质勘查局五一九大队，保定071051）

0 引言

农村土地确权是农村土地制度多项改革中的一项基础性改革，是为了落实好“三农”政策，解决好农村土地长期存在的问题，适应社会新时代的发展。做好农村土地确权中的测量工作，选择一种高质量、高效率的测绘新技术是关键，新发展起来的测绘高新技术——无人机航测技术，具有机动灵活、快速高效、成本低、测量精度高等技术优势。因此，在农村土地确权中利用无人机航测技术能确保土地确权工作的有效开展。

1 无人机航测概述

低空飞行航空摄影是无人机航空测量技术的主要工作特点。依据国内无人机飞行相关规定，其审批流程比较简单，用时间短，飞行条件受天气及气候影响不大，在农村土地确权中适用性强，能够对土地实现快速确权勘测。无人机航空摄影测量技术采取非载人式的飞行器，针对开展一些高危土地数据测量时，能够有效降低危险系数，在实际操作过程中受地形地貌的影响也不大。其测量数据准确，能为测绘人员提供更加准确的定位数据。该技术内容涵盖无人机飞行的平台、无人机导航系统、地面的监控系统和控制系统，还有任务设备、数据传输以及发射与回收的系统、地面的保障系统等多重设备，具有操作灵活，便捷高效，成本不高等特点，图1 为无人机航测基本流程图。近年来，该技术被广泛应用于大中比例尺地形图和地质灾害等航空摄影测量领域，有效弥补了传统航空摄影测量所带来的不足。其技术优点主要体现以下几点：

图1 无人机航测基本流程图

1.1 航测灵活机动快速反应能力强

无人机航测通常为低空飞行，空域申请较便利，受气候条件影响不大。对起降场地的要求不高，特别是多旋翼无人机，一分钟可实现垂直起飞或降落，不需要专用场地，操作灵活便捷。在获取航拍影像时操作人员安全有保障，还解决人工无法到达的区域实行监测功能，机动灵活，快速反应是其不可少的优点。

1.2 航测时效性强

在无人机航空摄影测量的过程中，能够准确快速地获取到地面数据。与卫星测绘和人工测绘相比，无人机航测能有效节省时间，能更快、更敏捷地提供所需要的测量信息给用户。综合应用能力很强，无人机航测系统能够独自发挥作用，还能与卫星遥感测绘以及地面检测手段相结合。因此，在航测过程中获取数据快且时效性强。

1.3 具有生产成本低的优势

使无人机测量价格相对不高，可有效降低成本投入，能满足众多比例的地形图测绘的要求。以地形地籍1:500三维测图为例，可大大降低传统数字化测图的外业工作量，从而改变了传统测绘工作模式。

1.4 高精度数据采集以及建模能力

无人机平台携带的数码相机、数字彩色航摄相机等设备可快速获取地面信息以及超高分辨率数字影像和高精度定位数据，快速生成DEM 数据高程模型，建立数字正射影像图（DOM）等空间三维数据。

2 无人机航测在农村土地确权中的应用

2.1 数据采集

航空摄影测量利用两张具有一定重叠度的影像，构建立体模型，然后进行数据处理，因此航摄数据采集前应设定影像重叠度。由于轻小型无人机易受气流影响、飞行姿态不稳定，因此重叠度设定时相对传统大型航摄飞机略高，实际作业时航向重叠度一般大于65%、旁向大于55%。

2.1.1 航线设计

根据测区几何形状、地形起伏特征等，划定无人机自动飞行的基本路线，设定航飞采集区域、地面分辨率DSM、影像重叠度等，针对部分地形复杂、起伏过大的区域，可设定不同航摄测区，避免因地形起伏造成投影差。

2.1.2 航测数据采集

选择合适天气状况，将无人机航线设计导入飞控系统，设定飞机起降地点后进行自动化作业；航飞过程中应利用地面站监控飞机位置、姿态和电量等信息，待飞完全部区域后，回收飞机，完成航摄采集工作；若要求与地面测量系统进行统一时，需采用差分GPS 观测或预先布设一定的地面相控点，完成WGS-84 向地面测量系统的转换。

2.2 影像处理

在农村土地确权航测中获得影像，需要通过相关软件技术及时进行处理：即获得影像先要进行预处理、对空三加密要进行测量平差以及DOM 的制作等。在影像预处理的过程中，要对格式进行转换、及时旋转获取的相片和纠正畸变的照片以及加强处理技术的应用等。在无人机上的五个方位的相机基本都是使用一般的数码相机，在航拍过程中会出现畸变的影像照片。因此，在航测摄像过程中应注意相机参数根据实际需要进行调整。此外，在进行空三加密测量时，应做好相关影像的匹配及处理，同时要将各像控点连接起来并进行像控点测量，通过平差进行计算，目标实现为止。在进行空三加密测量时所获得数据，可利用立体测图软件将测量的特征点和线收集到，最终将获得DEM 数据，再通过微分纠正、拼接以及调色等相关技术手段得到DOM。在新一轮的农村土地调查确权登记中，将DOM 作为此次土地调查确权颁证的底图，以此为基础对土地确权进行测量，1:2000 正射影像图的可判读性能与量算性能都具有较显著的特性。在对农村土地确权的测量过程中，农民通过影像识别比较容易了解到自己的土地四周界址权属信息，可由相关农户在现场进行界址确认后，外调人员便可在确权颁证的底图上对土地界址线等各属性进行标注。

2.3 土地权属调查与地图绘制路径

在利用无人机航测获取土地确权发证的过程中，应当充分利用前期数据采集，对相关影像进行预处理、空三加密以及DOM 制造，初步完成土地权属调查工作。为保证处理效果，需做好航测图片格式转化，对图片进行旋转以及畸形处理。由于无人机携带的相机均为数码相机，在使用过程中，会发生畸形以及色彩变化。为提升信息数据利用效果，可通过影像连接点、像控点以及平差计算等方式，对获取的图片信息进行空三加密处理，最终得到DEM。以DEM 为基础，通过影像纠正以及拼接等方式，得到正射像DOM 数据。结合前期获取的土地确权登记表，完成对土地名称、土地编号以及权属的登记，逐步构建起高精度的绘制地图。

2.4 确权底图制作

在农村集体土地确权工作中，工作底图的制作是前提和关键，通过确权底图，无需专业知识，即可通过肉眼观察判定承包地块、道路、田埂、水系、居民地等地物。易于判读和标注权属界线，可以直接作为工作底图进行承包经营权确权权属调查。利用无人机航测得到的DOM，来制作农村土承包经营的工作底图。具体的内容包括：①地块界线；②地块面积；③承包人姓名。利用ArcGIS10.4 软件对数字正射影像进行矢量化采集，将地块界限绘制出来并标注承包人姓名、地块面积、地块编号，由正射影像与矢量数据叠加制作1∶2000 比例尺确权底图。

2.5 土地确权数据库建设方式

为保证土地确权发证的公正性，完成相关测绘图绘制后，应当及时公示绘制图，由相关人员检查。在公示过程中，一旦发现问题，应当及时收集汇总相关情况，结合无人机航测数据对土地测绘图进行对比，分析原因并进行针对性处理。在修改之后进行二次公示，以保证测绘地图的准确性。当完成土地测绘图的校对工作后，还应构建土地确权数据库系统，实现土地确权信息的整合以及归档，增强土地确权发证的准确性。

通过上文分析无人机航测技术在农村土地确权的应用，可以了解到在农村土地确权过程中，无人机航测技术可进行大范围内的采集土地数据和影像拍摄，快速高精度获得相关三维数据，同时构建成土地三维模型，进而绘制出比例尺较大的土地确权地形图。新发展的无人机航测技术在农村土地确权测量能够满足测量要求，并能促进农村土地确权登记工作顺利进行。

3 结语

农村土地确权工作的顺利进行，有利于提高农村土地利用率，有利于农村的稳定，更有利于新农村的建设。通过对农村土地确权的一项基础性改革，可有效解决农村土地长期存在的问题，还可摸清农村土地底数，四至不明、权属不明等问题。现阶段，测绘新技术水平的不断提高，利用新技术在农村土地确权时开展测绘工作，能更好确保测量成果的精准性，同时提高测量的效率，大大缩短了土地确权工作时间并减少成本的投入，使农村土地确权工作开展起来更加顺利。