无人机测绘技术在土地执法测量中的应用分析

谭天彬

（金秀瑶族自治县自然资源局，广西 金秀 545799）

近些年，无人机测绘技术的发展在测绘领域里的应用逐渐成为“新宠”，其机动灵活、快速高效、低成本、大范围以及安全性高等技术优势受到多种行业及部门的广泛欢迎。当前，在土地执法中，无人机测绘技术应用在违法土地巡查和面积测量中发挥出重要作用，帮助自然资源和规划局的土地管理部门及时准确掌握违法土地情况以及对土地违法行为进行合理的行政处罚。各地在自然资源和规划局的土地管理部门强有力的监管下，土地违法行为逐年得到有效遏制，违法用地或占用耕地面积不断下降并得到有效监管，总体形势下降趋势明显。因此，应加强对无人机测绘技术的分析，有利于相关技术人员能够更全面、熟练地掌握无人机测绘技术在土地执法测量中的应用，及时获取准确违法土地数据信息，对进一步提升土地违法的监管力度有着十分积极的作用。

1 无人机测绘技术

在如今的测绘领域里，通信、飞控、传感、导航、摄影等多项技术的发展中，无人机测绘技术突破了传统测绘技术的多项瓶颈。使无人机测绘技术积极与多项相关技术有效融合为一体，在技术上将飞行控制、导航、数据传输、航空测量、飞行器动力控制系统等形成一种自动化、高效化、智能化、综合化的现代测绘新技术。该技术主要是利用无人机操作技术简单、运用方便灵活、作业成本较低、安全性较高及覆盖范围较大等优势，与无人机融合的其他相关技术设备相结合，被广泛应用到各行业测绘中，在测绘实际过程中无人机飞行机动灵活，可不受地形和空间的影响。若在飞行困难较大区域实施航测，可利用无人机飞行过程中所携带的专业测量摄影相机也能够及时快速地对飞行区域内的测量数据进行快速准确采集以及影像的拍摄。并将获取的数据及时转化为服务，释放出数据的应用价值。无人机测绘技术相对传统测绘技术来说，可有效解决从事外业测量工作人员在外长期测量奔波，因环境、天气、地形等因素的影响，导致测量工作效率低、强度大、时间长、成本高以及存在安全危险等问题。目前，无人机测绘技术在土地确权、不动产登记、高速公路测绘、土地执法等多行业及多领域里得到更为广泛的应用。

2 无人机测绘技术平台性能要求

在当前无人机测绘技术应用中，无人机倾斜摄影测量技术更为先进，该技术主要是无人机与搭载一部或多部专业测量摄影相机开展测量工作，该技术性能主要由无人机和携带的专业测量摄影相机来决定。因此，对测绘所使用的无人机性能及标准都是有相当高的要求。无人机性能要求主要是：（1）无人机的载重量不能低于2 kg；（2）目前测绘所使用的无人机主要有固定翼和多旋翼无人机。在测绘中选用无人机测绘时，一定要注意这2种无人机航速能力不一样，各自飞行速度标准有明确的硬性要求，对多旋翼无人机飞行速度要求不能低于6 m/s，而固定翼无人机飞行速度则不能低于10 m/s；（3）无人机所使用电池，要求续航时间大于25 min，而使用内燃机作为无人机动力续航时间则不能小于1 h；（4）对抗风能力要求无人机抗风在4级风速之上；（5）在飞行高度上无人机飞行高度不能低1 000 m，对海拔高度要求至少要在3 000 m。

对无人机搭载的专业测量摄影相机也必须要求具有高性能才行，对专业测量摄影相机的性能要求主要是从获取影像能力、作业时间、曝光功能、续航时间及POS记录功能等方面进行明确限定。（1）专业测量摄影相机一次曝光采集的像素越高越好，如果要从成本上考虑，单个相机镜头像素至少要在2 000万像素之上，而一次曝光不低于1亿像素；（2）摄影相机工作时间要大于90 min，最好是能保持全天候的作业能力；（3）专业测量摄影相机要有定点曝光功能，目的是确保影像重叠度能满足要求。

3 无人机测绘技术在土地执法测量中的优势分析

当前，在土地执法的监管过程中，无人机测绘技术凭借着技术优势可有助于自然资源和规划局对土地违法行为进行有效监管。随着无人机控制技术、数码航摄技术以及影像处理技术的日益完善，新兴起的无人机倾斜摄影测量技术有效将这三种新技术结合在一起成为无人机测绘技术中的高新技术，在测绘领域里具有较强的技术优势，应用更为广泛。利用该技术对违法用地测量可快速高效、机动灵活、高性能低成本以及高精准地为自然资源和规划局提供违法土地取证的相关真实数据。技术优势主要体现在以下三方面。

3.1 快速高效的新技术

在对违法用地面积的测量中，利用无人机倾斜摄影这种高新测量新技术，通过无人机所携带的专业测量摄影相机对违法用地区域展开飞行航测相关数据及影像图片拍摄，其作业过程是一种全自动模式进行。无人机测绘技术主要是通过无人机在飞行过程中开展的测量工作，由于无人机自身的优势，外出作业开展测量工作时，相关操作员与无人机设备可同车前往，无需分开，由于测绘无人机具有快速拆卸或组装操作程序，到达测量区域时，相关技术人员便可半个小时内对无人机快速组装与调试，便很快进入工作状态。在测量时，对起飞或降落场地没有特殊要求，找出一块平整的地面即可，应用起来十分方便。另外，受天气影响较小，能机动灵活地低空飞行，并高分辨率地对违法地块进行影像数据的高精度采集。通过航测获得的影像数据再经过相关软件技术处理能快速生成3D模型。实践表明，在建模效率上该技术建模只需3～5个月，若是人工建模至少长达1～2年才能完成，在建模效率技术上更具优势，无人机测绘技术堪称当前测绘领域里新兴起的高新测绘技术。

3.2 性价比优势较高

土地违法存在的情况具有多样性，违法使用或占用面积大小不一，往往所在区域地形较复杂，有的还比较隐蔽，人工对其进行巡查取证，不仅效率低，而且难度大，甚至有的还不易被察觉。而使用无人机倾斜摄影测量技术能更好解决人工难题，使违法用地得到有效监管。通过该技术的高效率应用，利用无人机搭载相关技术设备对违法土地区域展开巡查或测量工作。目前，市场上测绘使用的无人机价位基本都是从十几万到几十万不等，一次购机多次使用。在使用过程中只要不出重大飞行事故造成无人机损坏，基本不会产生其他额外费用。因此，土地执法测量选用无人机测绘技术可谓是当前最好的选择，不仅能高效、高质量完成测量任务，还能有效控制成本的支出。另外，所测量获取的违法用地数据的空间位置信息和各种影像数据，经过相关技术处理可输出DOM、DSM、DLG等土地违法数据成果。在三维建模方面，无人机倾斜摄影测量技术可利用自身提取及贴纹功能，有效地使建模成本降低，性价比高。

3.3 真实客观反映地貌

土地违法巡查取证，需要获得违法用地面积真实可靠的数据作为依据。使用传统航空摄影测量技术表现有些不足，而无人机倾斜摄影测量技术则有效弥补传统航空摄影测量技术的不足。在土地执法测量中通过无人机五个方位展开对地面区域内实景的快速全面拍摄，获得三维数据可将地物地貌客观真实地反映出来。

4 土地执法测量中无人机测绘技术应用分析

为了进一步加强对土地违法实施更有效的监管，必须要做好对土地违法面积的测量工作，获得准确可靠的违法土地使用面积相关数据，通过与原始数据比对，对土地违法行为说不，责令非法使用者或占用者退还违法用地以及对其实施行政处罚。土地违法测量数据的准确性关系着能否对土地违法进行有效监管。相关工作人员必须要积极掌握新的测绘技术，准确高效地完成对土地违法面积的测量工作。在当前土地测量中，使用无人机测绘技术从操作上、作业上的成本以及测量的质量上考虑都是首选。因此，土地执法测量中应重视无人机测绘技术的应用，加强对无人机测绘技术应用的分析，积极应用无人机新的测绘技术，有利于土地执法工作更有效地开展。

4.1 土地违法测量中无人机测绘外业数据有效采集

对土地违法的有效监管，需要通过测量获得违法使用或占用土地面积的真实数据信息。当前，应用无人机测绘技术中的无人机倾斜摄影测量技术，能更好完成对土地执法测量工作的任务。在土地执法实际外业测量过程中，无人机倾斜摄影测量技术的应用是通过利用无人机低空飞行过程中携多部高性能的专业测量摄影相机，机动灵活、高效快速准确地实现对土地违法数据的采集或拍摄。为了能够顺利完成测量任务，获得更为准确的数据信息，需要从事外业测量的技术人员，在条件具备的情况下，航测前要对违法地块的区域内多方位影像控制点进行准确布设。一般情况下，选择红色或者白色油漆制作出醒目的像控点，像控点布设完成后，可用无人机先试飞拍摄来确定像控点设置的有效，然后再正式进行航测。无人机操作时应严格按照无人机操作规范，执行无人机测量作业。在完成违法土地测量任务后，相关技术人员需要及时制作出像控点点位分布略图以及点位信息数据表，准确地描述出每个像控点的方位及准确点位，为内业工作提供便利。

4.2 快速高效对采集数据进行处理

在遇到地形较复杂的土地执法测量中，无人机倾斜摄影测量技术的应用优势会更加明显，该技术利用无人机搭载多部专业测量摄影相机，对违法地块展开低空飞行，多角度和多方位的地形数据航摄采集。该技术与传统航测技术数据采集相比，传统航测获得数据，需要通过人工结合传统航测技术对获取数据进行加工处理，这样的处理方式必然会影响数据处理的工作效率，产生误差的可能性也较大。而无人机倾斜摄影测量技术在外业完成后，需要将采集的图像或数据及时导出转为内业处理。首先，要对采集图像或数据进行检查，主要是看外业航测无人机飞行质量和航摄的影像图片质量。如：实际影像重叠度、像片倾角和旋角、航线弯曲度，航摄覆盖的范围、影像的清晰度、像点位移等。若发现测量结果达不到内业规范和作业任务要求时，需根据实际情况重新对违法地块局部区域补飞或重飞测量。其次，对所采数据要进行空三加密，目的是确保数据的安全性。最后，通过无人机倾斜摄影测量技术与内业相关处理软件，基于原始影像及空三成果，快速生成实景三维模型以及DOM、DSM（含DEM）、数字点云等数据，利用像控点和检查点对模型精度进行检查，达到规范要求后，再利用相关数据采集平台对违法地块数据进行采集，先内后外的完成数据处理。

4.3 土地执法无人机日常有效巡查

过去较长的一段时间内，土地违法行为时而发生且较为严重，在对违法土地日常巡查需要人工利用传统测量技术及测量工具取证，且效率较低，工作强度大、遇到复杂地形，违法占用土地很难获取准确数据作为取证依据，甚至有些违法土地较隐蔽，人工巡查不易被发现，违法土地监管无法取得好成效。近些年，科技手段创新发展，利用新科技为违法土地巡查提供了有力的帮助。在无人机出现后，土地日常巡查或执法行动中便有了得力帮手。利用无人机突破空间和地形的限制。尤其，无人机倾斜摄影测量技术的应用，无人机能在范围较大的区域内实现超强低空、机动灵活的飞行，在无人机飞行过程中通过无人机搭载的多部高性能专业测量摄影相机，能360°无死角对违法土地相关数据采集及影像拍摄，能够准确快速获得第一手信息。因此，土地违法日常巡查中，通过该技术对违法土地影像数据高效准确采集，可有效降低人力物力和财力的投入，还可快捷方便地进行违法土地数据取证，再利用其3D建模技术及时分析所获得的航拍影像数据后与原始测绘图像进行比对，从而计算出违法使用或占用土地面积，为土地违法行为的行政处罚提供有力依据，进而对土地违法行为形成有效震慑，日常有效巡查使土地违法活动得到进一步遏制。

5 结束语

现阶段，随着无人机测绘技术的自动化、智能化、高效化以及综合化程度不断提高，无人机测绘技术成为为当前多种行业提供准确性高的测绘数据以及高效测绘技术的手段，利用无人机超强低空机动飞行快速准确获取地面以及附属物数据，凭借内部强大的数据分析和处理能力，真实、客观、高效、准确地获得测量数据。因此，在土地执法过程中无人机测绘技术的应用是比较理想的选择，其低成本、高效率、全方位、大范围及机动灵活等技术优势，无论是对违法土地的日常巡查，还是进行违法土地面积测量，无人机测绘技术都能出色的完成。科学无止境，无人机深入研发在前行，无人机测绘技术也会不断提升，更好地服务于社会。