第三次全国土地调查外业调查工作的思考

文坚坚

湖南省地质矿产勘查开发局四一八队 湖南 娄底 417000

引言

第三次全国国土调查的目的是摸清全国土地利用状况，掌握真实的土地基础数据，并健全相关调查、监测以及统计制度，满足国土资源管理工作需求。对于“三调”工作而言，调查数据的真实、有效是关键，对此国务院“三调”领导小组经过多次研究部署提出积极采用先进技术手段，减少人为干扰，以有效提高数据质量[1]。本文主要从外业调查工作的角度出发就无人机航测技术的应用展开详细分析。

1 第三次全国土地调查概述

2017 年国家下发了 《国务院关于开展第三次全国土地调查的通知》，正式拉开了我国 “三调”工作的序幕。此次“三调”建立在第二次全国土地调查成果基础上，对全国土地利用基础数据进行进一步的细化与完善，并掌握准确的全国国土利用现状与自然资源变化情况[2]。为确保“三调”数据成果真实、可靠，在制定“三调”技术规程时强调利用先进的技术方法，提高调查数据精度与工作效能[3-4]。主要做法包括：对国家内业提取图斑、地方自主变化图斑，地方实地调查地类与内业判读地类不一致的，随图斑人工野外核查实地举证。采集覆盖全国的分辨率优于1m的卫星遥感影像；建立了“国土调查云”平台；推广小型无人机，解决部分图斑调查举证难的问题，如：部分山区存在阴雨多雾、山高路险的情况，卫星影像不清晰，难以进行实地调查举证。本文主要围绕第三次全国土地调查外业调查工作中无人机航测先进技术的运用展开分析。

2 第三次全国土地调查外业调查工作方法——无人机测绘技术

2.1 无人机测绘技术的提出

在国土调查的外业调绘中，传统调绘主要利用巡查、访问、观看的形式获取信息，通过核查方式明确特殊性、规律性地物的情况，确保外业调绘的准确性。在核查工作中受到季节性因素的影响容易出现影像、调查数据信息不准确的问题，因此，相关人员要采用先进的技术，保证外业调绘获取的数据信息全面、真实、精细，从而编制完善的外业调绘核查工作方案。

无人机技术是第三次全国国土调查中传统调查、航测与监控工作的补充技术，具备自动化、成本低、范围广的优势。在第三次全国国土调查工作中运用无人机技术，能够合理进行底图制作和外业调绘，且能保证其高效性、便利性，不仅能够推进第三次全国国土调查工作的高效开展，而且提供了更有效的技术模式，值得进行推广[5]。

2.2 无人机测绘技术的优势

在第三次国土调查工作中应用无人机技术具有一定优势，能够保证国土调查工作高质量落实，主要优势表现为以下几点。

2.2.1 提升国土调查工作效果。传统的国土调查工作主要是通过拍照的形式进行取证、获取信息。一般情况下，两位工作人员为一组，制定拍照路线，进行每个图斑的现场取证，工作量较大，工作内容烦琐，尤其是交通条件差、道路较为崎岖、海拔较高的地区，工作难度更大、效率更低，甚至还有一些区域无法进行取证，对国土调查工作造成不利影响。应用无人机技术可发挥其便利性、灵活性高的特点，不会受到交通、地域因素的影响而出现局限性问题，可以在人员不能到达的地区进行拍摄、取证，尤其是在偏远山区和海拔较高的地区有一定的取证应用优势。无人机技术操作较为简单，普通的技术人员就可以操控，每次拍照都能收集大量的图像、数据信息，是人工操作工作量的8倍左右，取证应用的准确性高，可以缩短国土调查的时间，提升工作效果[6]。

2.2.2 确保数据信息的准确性。在第三次全国国土调查工作中应用无人机技术可获取准确的数据信息，保证国家下放版图与影像的一致性。无论是全景、近景，还是局部区域的照片，都可以保证准确性，同时还能获取更多更真实、全面、准确的数据信息。应用无人机技术开展国土调查工作，可以灵活调整航摄方向、高度，弥补人工拍照的不足，确保拍摄的全面性，甚至能够在高空进行拍摄，将图斑的整体状况、周围环境反映出来，凸显图斑土地利用的具体状况、明确图斑的地形。除此之外，在应用无人机技术期间，运用POS系统可以准确采集拍照坐标，将其存储在系统内，确保取证所获取数据信息的真实性和全面性，为相关国土调查工作高质量执行和有效落实提供助力[7]。

2.2.3 降低国土调查工作难度。第三次全国国土调查工作中应用无人机技术，与传统的人工操作方式相比可以降低工作难度、节省人力、财力和物力，加快工作速度，不受人为操作因素的制约。①部分地区国土调查期间的影像不能准确判读地形，外业取证工作人员也无法进入区域内，拍照的难度较高，不能保证国土调查工作效果。而应用无人机技术就可以降低工作难度，以最快的速度获取相应数据和照片。②部分外业取证工作中，由于图斑地形面积较大，甚至一个图斑中存有很多地形，人工拍摄很难进行分割处理，拍摄的角度也难以控制。应用无人机技术就可通过GPS系统与灵活的航摄系统，灵活按照图斑中的地形特点和情况针对性地进行航摄，降低图斑中地形拍摄的难度，快速明确地形的范围与属性[8]。③部分影像图斑存在颜色、地形一致的现象，人工操作很难快速明确地形，样本制作难度很高，应用无人机技术可以灵活拍摄，使内业影像的数据信息和实地情况一致 。

3 实例探析

3.1 项目区概况

项目区总面积1990km，处湘中丘陵西北部和湘西山地东缘，四周地势较高，多数山地、丘陵地带。中部地势略低多河谷与盆地，比周边地区高300～500m ，最高海拔为1665m ，最低海拔为200m ，平均海拔850～1100m；属中亚热带湿润季风性气候，四季分明，年均气温15℃ ，气候宜人。

3.2 无人机航测方法

本研究选用瑞士SenseFly 公司生产的电动测绘型无人机Sensefly ebee。该机属于固定翼无人机，翼展96cm，起飞重量630g，航速 36～57km/h，飞行时长45min，相机像素16MP。该机的航测系统包括操作平台、通信系统以及航线规划控制等模块,并且具备无影像后处理功能，可囊括遥感影像生产全过程。

如图1所示为无人机外业调查流程，其中像控点的平面坐标是通过D级GPS（Global Position System）静态测量获取的；像片航向和旁向重叠度分别为（80±5）%和（40±5）%；原始航片的分辨率为0.08m 。

图1 无人机外业调查流程

3.3 影像数据处理

数据的处理大致步骤为:根据航摄影响和像控数据，经过空三加密，利用数字摄影测量工作站采集特征线、高程点，再根据采集成果匹配生成（Digital Elevation Model，DEM ）。利用生成的DEM对航片进行正射纠正，再进行影像拼接融合，最终得到数字正射影像图（Digital Orthographic Map，DOM ）。全部生产流程见图2。

图2 DEM及DOM数据生产技术流程图

3.4 无人机航测效果分析

本次实验基于无人机遥感影像（分辨率0.2m）和SPORT6卫星遥感影像（分辨率2m）分别用人工解译的方式提取同一调查区的信息,然后与外业调查后的标准成果进行对比,从而分析两种影像调查的准确率和效率。

3.4.1 两种影像解译的错误图斑分布。利用无人机遥感影像室内解译的错误率（各地类综合错误率9.77%）明显低于利用卫星遥感影像室内解译的错误率（各地类综合错误率14.35%）。

3.4.2 两种数据源内业解译地类精度对比。用无人机影像解译的地类面积的准确率总体达到了90.23%；用遥感影像解译的地类面积的准确率总体达到了85.65%。

4 结束语

综上所述，“三调”工作事关我国社会经济发展、生态文明建设全局，对调查数据成果的真实、准确、可靠性要求较高。随着科学技术的更新与发展，使得我国外业调查工作越加现代化、信息化，无人机测绘技术近年来得到了推广运用，较好地解决了野外复杂环境的调查工作，确保了“三调”最终成果的准确性。