无人机遥感技术在国土调查外业举证中的应用

摘要：国土调查是重大国情国力调查，为解决传统外业调查举证方法短板，通过实践对比，利用无人机遥感技术在性方面有着显著优势。主要体现在图斑信息获取、利用现状调查、海岛影像举证、无法到提高调查效率、准确性、安全性以及经济达或视线遮挡图斑影像举证等方面的具体应用，展示了无人机技术在国土调查领域的广泛应用前景。无人机遥感技术的应用能够提升国土调查外业举证工作的质量和效率，大幅降低调查成本，确保调查数据的准确性和现势性，满足国土调查工作的需求，为实现高效地空协同提供强有力的技术支持。

关键词：无人机遥感外业举证国土调查国土变更调查

ApplicationofUnmannedAerialVehicleRemoteSensingTechnologyinFieldEvidenceCollectioninLandSurvey

CHENYongjie1，2HANMingyang1，2RENLulin1LIGuangda1XINChanghe1LUEn’guo1*

1.YantaiCenterofCoastalZoneGeologicalSurvey，ChinaGeologicalSurvey，YantaiCity，ShandongProvince，264000China;2.ObservationandResearchStationofLand-SeaInteractionFieldintheYellowRiverEstuary，MinistryofNaturalResourcesofthePeople’sRepublicofChina，YantaiCity，ShandongProvince，264000China

Abstract：Landsurveyisanimportantnationalsituationandnationalstrengthsurvey.Inordertosolvetheshortcomingsoftraditionalfieldsurvey，throughpracticalcomparison，usingUnmannedAerialVehicle（UAV）RemoteSensingtechnologyhasobviousadvantagesinaccuracy.Itismainlyreflectedinthespecificapplicationsofspotinformationacquisition，utilizationsurvey，islandimageevidence，inaccessibleorline-of-sightocclusionspotimageevidence，etc.，whichshowsthewideapplicationprospectofUAVtechnologyinthefieldoflandsurvey.TheapplicationofUAVRemoteSensingtechnologycanimprovethequalityandefficiencyoffieldworkinlandsurvey，greatlyreducethesurveycost，ensuretheaccuracyandcurrentsituationofsurveydata，meettheneedsoflandsurveywork，andprovidestrongtechnicalsupportforrealizingefficientground-aircollaboration.

KeyWords：UAVRemoteSensing;Fieldevidencecollection;Landsurvey;Landchangesurvey

国土调查是我国制定经济社会发展重大战略规划、重要政策举措的根本依据，国土调查主要包括全国国土调查、国土变更调查和专项调查。依据《土地调查条例》第六条规定，国家根据国民经济和社会发展需要，每十年进行一次全国土地调查；根据土地管理工作的需要，每年进行土地变更调查。因此国土调查也是一项具有延续性的政府例行工作，此项工作要求全面精准地查清全国国土现状，需要外业实地采集大量图斑影像用于图斑举证，以确保国土调查数据的准确性，使用传统的人工调查举证方法，难以满足国土调查要求，因此迫切需要进一步改进外业调查举证方法，以满足国土调查需要。近年来，随着无人机技术不断发展及其在多行业中广泛应用，无人机技术的优势逐步凸显。将无人机遥感技术应用于国土调查工作中，可以弥补传统调查方法短板，大幅度提升工作效率，增加调查准确性，同时减少人力、物力、财力的投入，减轻各级政府经费投入压力。

1国土调查工作

1.1调查目的及意义

国土调查目的是全面查清全国土地利用状况，掌握真实准确的土地基础数据，健全土地调查、监测和统计制度，强化土地资源信息社会化服务，保障国民经济平稳健康发展和国土资源管理工作需要[1]。国土调查工作按照全国统一领导、部门分工协作、地方分级负责、各方共同参与的原则组织实施，主要由县级以上人民政府国土资源主管部门会同同级有关部门进行国土调查外业举证工作，实地调查图斑利用状况及其变化情况、土地权属及变化情况、土地条件等内容，更新图斑相关信息，全面掌握全国国土现状，从而得到自然资源空间分布、数量、质量及权属等关键信息，以满足自然资源管理工作的需要。国土调查是全面查实查清土地资源的重要手段，是耕地保护和粮食安全责任制考核的重要数据来源，对贯彻落实耕地保护制度，提升国土资源管理精准化水平，支撑和促进经济社会可持续发展等均具有重要意义。

1.2调查难点

国土调查工作需要以1∶10000地形图制作工作底图，依据行政界线，土地权属界线，线状地物或将土地利用类型及地貌基本相似，水土流失类型大致相同的地块归并为一类，作为基础的调查单元，并在工作底图上逐一勾绘，最终将整个工作底图勾绘分割为若干个小区域，这样勾绘出的小区域叫做图斑，依据工作要求图上最小图斑面积不小于0.5cm2，实地面积0.5km2；最大不超过50cm2，实地面积50km2。为避免卫星依据遥感影像对图斑地类的误判或图斑边界绘制不准确，要求技术人员将底图导入平板电脑，调查人员携带平板电脑实地逐图斑采集举证影像、调查图斑地类、标注各类属性、勾绘图斑边界，但我国国土辽阔，地形地貌复杂，难以保证外业实地调查举证全覆盖。以第三次全国国土调查（以下简称“三调”）为例，“三调”历时3年，先后21.9万调查人员参与，各级投入财政经费超过210亿元，“三调”图斑有2.95亿个[2]。在“三调”图斑有2.95亿个中需要举证的图斑有1.24亿个，面对如此_{v2Nt+QR8NS+SWD7LzHk29IzW12QZhwF5KEFUGWDpP3A=}巨大的外业影像举证工作量，使用传统人工实地调查举证方法效率低下、精度不高，难以满足国土调查时效性要求，且人力、物力、财力耗费巨大，各级政府财政经费投入面临压力。尤其是在外业核查环节，因外业核查旨在及时发现和纠正地方调查错误，督促地方如实上报变更的调查数据，保证变更调查成果质量[3]。尤其是对于地方上报数据中涉及实地无法到达、承诺举证的图斑须逐一进行核实，同时核查的时效性要求更高，因此打破传统调查方法，如何提高调查效率成为国土调查工作的首要难题，进一步改进调查方法已经迫在眉睫。

2无人机遥感技术的优势

无人机是一种能够在地面空间进行飞行的无人驾驶飞机，与传统航空相比，其具有重量轻、造价低等优点。无人机的类型主要分为固定翼无人机、无人直升机、多旋翼无人机、无人飞艇四种类型。固定翼无人机多采用的是电力驱动系统，其具有拆卸便捷、噪声干扰小、隐蔽性强等优势；无人直升机的优势是垂直起降、悬停、能够为工程测绘提供较多便捷；多旋翼无人机利用多个推进器协调工作，从而实现在空中悬停的功能；无人飞艇主要是通过控制空气浮力实现飞行，适用范围较广。无人机技术可快速获取监测区域动态信息，提高自然资源的自动化监测水平[4]。在国土调查工作中，使用无人机遥感技术调查是一种新兴的调查方法，相比传统的人工调查方法，无人机遥感技术具有多项优势。

2.1高效性

传统调查举证方法需要人工到达图斑实地拍摄举证影像，但大部分图斑交通不便，人工实地拍摄举证影像耗时耗力。利用无人机遥感技术可实现在短时间内完成大面积的高清影像举证工作，大幅度提高调查举证效率，且土地利用现状更加直观，最大限度缩短调查举证时间，以保持调查数据时效性。

2.2准确性

无人机遥感技术可以实现举证影像的厘米级精度定位，相比使用传统的手机、平板电脑等设备拍摄影像，使用无人机遥感技术进行影像举证定位更加精准，更有利于准确绘制图斑边界。同时，无人机可以在高空、重障碍等人类难以到达的地方实现举证数据采集，提供更加准确的DOM、DSM、实景三维模型测绘成果，提升举证范围和深度。

2.3安全性

利用无人机遥感技术可在复杂危险的环境中采集举证影像，相对传统调查举证方法避免了人员的伤亡风险，减少无法完成影像举证的概率，打破了传统调查举证方法的局限性，提高了数据的完整性。

2.4经济性

结合以往国土外业调查举证工作实际情况来看，整个过程产生的成本较高[5]。主要成本集中于人工成本，相比传统人工调查举证方法，采用无人机遥感技术的成本更低。无人机遥感技术可在短时间内完成大面积的影像举证任务，减少人员和车辆的投入，大幅度降低调查举证经济成本。在调查工作中，一名普通的无人机操控手每天可完成约180个图斑举证工作，一名专业且熟练的无人机操控手每天可完成约240图斑举证工作，相比传统的人工调查举证方式，工作效率得到大幅提升，能够减少人员投入从而降低调查成本。

3无人机遥感技术的应用

面对国土调查范围广，且图斑分散的工作实际，轻便小巧的小型多旋翼无人机在国土调查中的应用最为广泛，目前在国土调查外业举证工作中所使用机型多为大疆悟Inspire系列（Inspire1、Inspire2）；御mavic系列（Mavicpro、Mavic2）；精灵phantom4系列（Phantom4ProV2.0）。

3.1图斑信息精准获取

国土调查工作要求最小调查图斑面积应符合建设用地和设施农用地实地面积200m2；农用地（不含设施农用地）实地面积400m2。其他地类实地面积600m2，荒漠地区可适当减低精度，但不应低于1500m2。在实际调查工作中，对于有更高管理需求的地区，建设用地调查精度要求更高。无人机所搭载高精度RTK定位模块，已达到厘米级高精度定位，以及相机云台与RTK模块的微秒级时间同步，单架次即可完成2km2的免像控测绘作业，可将其应用于国土面积精准测量。通过高精度定位所绘制的图斑边界更为准确，权属划分更加明确，从而实现对图斑信息的高精度获取，以满足更高管理需求。同时，利用无人机遥感技术能够更方便地调整测绘方位和平均海拔，合理补齐传统人工拍摄的短板[6]。

3.2图斑利用现状调查

无人机可以搭载高分辨率的可见光相机，多种机型已拥有高倍混合变焦能力，可在十余米距离外，识别几毫米的物体，从而实现远距离情况下确认图斑实地利用状况。还可通过搭载多光谱相机，对耕地农作物的种植种类、密度、长势等信息进行精准掌握，实现像元尺度的早、中、晚稻识别，通过对图斑利用现状准确调查，最终得到耕地种植面积估算结果，为粮食种植补贴资金的准确发放提供了科学的技术实现和值得信赖的数据参考，也为耕地保护提供更多元化的数据支撑。

3.3近岸海岛影像举证

我国海岸线绵延数万公里，海岛众多，海岛总体呈现“近岸多、远岸少”的特点，但大部分海岛无便捷通航，导致在国土调查外业举证过程中对海岛的调查举证困难，传统调查中通常采取租赁船只登岛的方式进行调查举证，大幅度增加调查举证时间与成本，使用无人机遥感技术调查能够有效解决这一难题。采用微型多旋翼无人机可以完成常见近岸海岛的调查举证工作。例如：大疆御3型无人机，单架次续航能力超40min，高清图传距离可达15km，能够满足大部分近岸海岛的调查举证需求。采用固定翼无人机能够完成更远距离海岛调查举证，有效降低调查成本提高作业效率。

3.4无法到达图斑影像举证

在国土调查外业举证过程中，经常遇到图斑区域无法进入，甚至人类无法涉足的情况，如围墙圈起、大门紧锁的场地，或荒山、密林等重障碍区。外业调查过程中无法进入的图斑，利用无人机不受地形影响的机动性优势，飞抵图斑上方进行举证影像采集，准确判定地类、属性等信息，从而确保国土调查数据的完整性和真实性。

3.5视线遮挡图斑影像举证

在国土调查外业举证过程中，使用传统人工调查方法，经常遇到农作物或杂草遮挡视线，导致无法识别图斑内情况，只局限于在图斑外围或边缘远距离观察，无法准确完整了解图斑整体情况。面对这种调查环境，可利用无人机遥感技术高空优势，飞抵图斑上空进行鸟瞰，可更加精准完整了解图斑现状，相比传统调查方法视角上具有绝对优势。

3.6面积较大图斑影像举证

对于面积过大的图斑，利用传统调查方法举证需耗费大量时间，而且需要大量举证影像才能完整反映图斑利用状况。以山东省、江苏省、安徽省、上海市2022年度国土变更调查国家级外业核查为例，经测算，对面积在20亩以上的图斑进行外业举证过程中，使用无人机遥感技术调查举证对比传统方法调查举证，调查举证时间可缩短2/3，举证影像数量减少25%，大幅度提高作业效率，减少内业举证影像核查的工作压力。

4无人机技术的发展趋势

随着无人机研发技术逐渐成熟，制造成本大幅降低，无人机在各个领域得到了广泛应用，同时正在以日新月异的速度发展，未来无人机技术的发展趋势主要体现在以下几方面。

4.1智能化

无人机技术正在向人工智能化迈进，未来的无人机将搭载更加先进的传感器和飞行控制系统，实现智能高效的测绘工作，甚至无须人工干预，可自主完成复杂任务。通过部署无人机机场，可实现特定范围内的快速反应，完成实时数据采集。

4.2规模化

目前无人机已经实现自主充电、自主维护等功能，无须人工过多干预。未来的无人机将具备集群式自主协同作业能力，使作业效率有更大的突破，实现自主国土利用动态监测和评估预警功能，为自然资源管理和督察执法提供实时精准数据服务。

4.3多样化

随着无人机技术不断发展，未来的无人机将具备丰富的软硬件扩展性，可以更灵活精准地满足不同行业的需求，凝聚小巧便携、强悍性能、丰富拓展等优势于一身，在国土调查工作中不仅用于外业举证，还可以用于国土调查的底图制作、专项调查等国土调查环节，开启轻便作业新时代。

5结论

本文对无人机遥感技术在国土调查外业举证中的优势、应用及发展趋势进行了积极探索。证明了将无人机遥感技术运用至国土调查外业举证工作中，相较于传统调查举证方式在经济、效率、安全、准确等方面具有明显的优势，且应用场景广泛，因此，应大力推广无人机遥感技术在国土调查外业举证工作中的应用，充分发挥无人机遥感技术的优势，弥补传统调查方法短板，大幅度提升工作效率，节省调查成本，实现完整精确的国土调查数据采集，以确保全国国土调查数据和国土资源综合监管平台基础信息的准确性和现势性，从而满足国土资源管理和经济社会发展的需要。未来的无人机将更加智能化、多功能化、大规模化，定能为国土调查工作带来更加便利精准的技术服务，实现高效地空协同。

参考文献：

[1] 国务院关于开展第三次全国土地调查的通知[J].辽宁省人民政府公报，2017（22）：8-10

[2] 第三次全国国土调查主要数据成果发布[N].人民日报，2021-08-27（17）.

[3] 张志刚，辛丽璇，李明，等.年度国土变更调查中国家级外业核查的科学内涵及模式探讨[J].中国土地，2023（11）：37-39.

[4] 张毅，陈慧玲，吉波，等.基于“5G+无人机”的自然资源智能感知关键技术与应用：以江苏省为例[J].自然资源信息化，2022（05）：24-30.

[5] 姚知韵.无人机遥感地理信息技术在国土三调中的应用探讨[J].科技资讯，2023，21（19）：126-129.

[6] 左美蓉.无人机遥感影像在湖南省第三次国土调查中的应用研究[J].农业开发与装备，2022（11）：129-131.