无人机航测在土地管理中的应用现状及前景分析

李文超

摘 要：当前我国正全面提升建设项目集约用地水平，不断加快国土资源管理技术信息化进程，积极利用多种技术开展土地资源管理工作。目前对数据采集信息管理和更新服务技术提出了越来越高的要求，使得GIS、GPS、RS技术和无人机航测技术得到广泛应用。相较于其它测量手段，无人机航测技术操作简单、投入经费较少，并且操作人员经过短期培训即可熟练操作。此外，利用无人机航测技术能够获取更加准确的信息，进而对区域内的土地资源具体信息掌握。

关键词：无人机航测;土地管理;应用;前景

1无人机摄影测量系统组成

无人机摄影测量技术的重要优势是低空飞行、数字航空摄影，同时，以高分辨率数码相机为载体，可以高效准确地获得大比例尺基础图形。此外，无人机飞行相关规定审批流程较简单，飞行条件受限因素也较少，在农村土地确权中具有非常好的适应性和适用性，能实现对农村土地快速准确确权勘测。无人机航测系统主要由飞行控制系统、地面站系统和航拍摄像系统三大部分组成。

1.1飞行控制系统

飞行控制系统中的无人飞行器（飞行平台）的主要作用是搭载飞控系统和航拍摄影相机等测量设备。对于农村土地确权的低空航摄无人机，其基本性能要求为：总体载重≥2kg，电池续航时间≥1.5h，巡航速度60～160km/h，航测设备安置仓尺寸≥0.25m（L）×0.2m（W）×0.25m（H），抗风特性大于4级。

飞行控制系统是确保无人飞行器在作业时能保证正常姿势的系统。无人机在飞行时，主要依靠飞控系统中的GPS导航定位信号来实现导航定位，进而引导无人飞行器按预先设置好的飞行路线自动飞行，以完成测量航拍任务。

1.2地面站控制系统

在操作员笔记本电脑上安装地面站控制系统，通过数传电台与飞行器控制系统进行数据通信。在执行航测任务时，地面控制软件能通过动态可视化图形显示航拍区域的电子图形，同时可以根据控制系统所采集的数据信息实时监控飞行器飞行航线轨迹、姿态及航向等特征参数。另外，地面站操作人员可以通过修改航线规划、调整路径等技术手段控制无人机完成相关航测任务。数据处理系统将无人机拍摄的影像资料，经数值摄影测量网络处理后生成DLG（DigitalLineGraphic，数字线划地图）矢量图。

1.3航拍摄像系统

航拍摄像系统主要用于搭载各类摄像机，根据所测任务功能需求和分辨率要求搭载高分辨相机、多光谱相机、高光谱相机等各类型摄像设备。

2无人机航测在土地管理中的利用现状和存在问题

2.1土地规划与整治

无人机航测在土地规划整治的各个阶段都能发挥重要作用，如项目实施初期地理信息采集、项目进度分析、施工质量监督、参与项目竣工验收等。无人机航测数据生成的景观模型和高精度三维地表模型可以整体了解区域情况，如可以查看耕地情况，利用数字高程模型数据计算土方量和坡度。

2.2土地执法

在目前的土地调查执法中，卫星遥感技术已进入运行阶段。比如，中国国土资源部开展的全国土地变化调查和遥感监测工作耗时长，容易出现一些漏洞。卫星遥感技术不能满足土地执法监测早发现、早处理的原则。例如，近年来大豆病害在卫星遥感技术下无法取得良好的监测效果。无人机航测具有实时性好、测量灵活、准确等特点，可为国土执法部门发现违法用地提供相关数据。

2.3土地利用调查

与传统的人工野外调查相比，利用卫星数据进行土地状况调查更为有效，但存在图像采集周期长、图像采集规模小等问题。目前土地管理工作较为详细，土地管理涉及到许多问题，包括规划改造为关键环节，涵盖地理数据测量、项目质量管理、项目进度审查、工程质量验收等。项目进度需要进行可行性论证，因此有必要分析项目实施区土地状况，了解地表形态，制定开挖用地利用方案。项目结束时，需要重新绘制地形图，按标准确定新耕地面积。因此，整个过程更为复杂。征地拆迁变更调查规模一般为1：2000。然而，卫星图像不能满足实际要求。无人机航测技术可以获得大规模的数据信息，利用遥感图像可以生成目前1：2000或1：500的土地利用图，对短时期、小面积土地利用现状的调查非常有效。

2.4土地确权

在无人机航测技术下可以明确农村土地承包关系，进一步开展农村土地流转工作，让农民财产性收入增加，进而增添农村发展动力。当前我国农村地区已经陆续开展了土地承包经营权登记工作。具体内容包括确定土地权属和面积，所以需要科学利用绘制方法得到基础地形图数据。在获取基础地形图数据的过程中，主要包括三种方法：其一是工程测量外业实测方法。该方法具有精确度高特征，然而成本也较大，需要大量测量人员参与，并且耗费时间偏长;其二是有人驾驶。飞机测量前提条件是需要起降场地，并且要求面积较大，这样才能控制测量成本;其三是无人机航测不仅效率高，并且成本较低、机动性强。通过对比可以发现无人机航测技术优势更加明显，所以成为了当前土地登记、确权工作的主要方法。

3无人机航测在土地管理中的发展前景

随着社会经济的不断发展，无人机技术和传感器技術的不断进步，加上我国低空空域管理的不断改革，我国无人机航测迎来了新的机遇，未来将在土地管理中得到更广泛的应用。接下来的技术进步也将继续推动无人机航测在土地管理方面的高质量发展。

3.1传感器技术

商用数码相机是无人机航测中使用的传感器之一。随着处理技术的不断进步，将有更多的传感器应用于无人机，如大面积阵列相机，可以有效提高无人机航测光探测和测距的效率，激光雷达可以进一步扩大其在土地管理领域的应用范围。

3.2电池驱动技术

根据驱动方式的不同，无人机可分为油驱动和电驱动两种。油驱无人机重量过大，对起降场地要求较高。相比之下，电动无人机的优势更为明显，但也会受到电池能量密度的影响，导致无人机续航时间缩短、重量减轻、承载能力降低。随着电池能量密度的增加，无人机航测效率将进一步提高。

3.3遥感信息自动提取技术

目前，无人机航测图像信息的提取主要采用人工目视解译的方法，在道路、房屋等目标提取方法上取得了一定的研究成果，但还不能完全满足实际应用。随着专家分类系统和计算机自动分类技术的发展，未来将实现遥感影像信息的自动提取，从而有效地提高工作效率。

3.4倾斜摄影

近年来，这项技术已成为国际测绘领域的高新技术。它与无人机航测系统的有效结合，改变了以往航测摄影只能从垂直角度拍摄的局限性。目前的倾斜摄影技术可以在同一个飞行平台上安装多个传感器，可以从多个角度采集图像，不仅可以准确反映地面物体的情况，还可以呈现三维图像。基于这一优势，它在城市三维建模中得到了广泛的应用。

结论

综上所述，无人机航测技术优势明显，当前无人机航测已经广泛用于土地规划、地籍测量等相关工作当中，今后在我国土地管理中将继续得到更为广泛的利用，所以需要做好土地规划与用途管制，进而为发挥无人机航测技术优势提供支持。

参考文献

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