無人機航攝技術在區域土地綜合整治項目動態監測中的應用

摘 要：本文主要介紹了利用無人機航攝技術實現對土地綜合整治項目實施動態監測的技術流程，充分展現了無人機航攝技術在土地綜合整治項目動態監測中實現“事前預控、事中監控、事后驗控”的作用。

關鍵詞：無人機航攝技術；土地綜合整治；動態監測

1 引言

土地綜合整治是國土資源工作的重要組成部分，是確保我國糧食安全、提高糧食綜合生產能力的有力支撐，是一項涉及面廣、實施時間長、管理程序復雜的系統工程，對保證國民經濟和社會可持續發展，實現耕地總量動態平衡，加速農業、農村現代化有著不可替代的作用。現階段，我國土地綜合整治事業正處于管理模式調整和管理水平提高的關鍵時期。如何建立一套科學的監管體系，確保土地綜合整治專項資金發揮預期績效，全面完成國家補充耕地計劃和項目建設任務，讓項目長期發揮效益，促進社會經濟可持續發展，已成為我國當前土地開發整理工作的一項首要任務。

2 無人機航攝系統簡介

2.1 無人機航攝系統組成

無人機航攝系統主要由飛行控制系統、地面站系統、航拍攝像系統和影像處理軟件四部分組成。

2.2 無人機航攝系統的特點

（1）低空飛行，空域申請便利。飛行系統升空準備時間短，操作簡單，運輸便利。

（2）系統可快速獲取超高分辨率數字影像和定位數據，可針對特殊監測目標搭載全色波段、單波段、多波段等傳感器，并可進行多角度攝影。

（3）系統為多種小型遙感傳感器提供了良好的搭載平臺，如探地雷達、熱成像儀、氣象傳感器、合成孔徑雷達等，易于拓展監測功能，以滿足多種快速監測所需。

（4）系統的置建費用較低，運營成本、維護成本和操作手的成本遠遠低于載人機系統。

3 試驗方案

3.1 試驗區概況

本文選擇寧鄉縣大成橋鄉土地整理項目作為試驗。該項目位于寧鄉縣大成橋鄉東北角區域，屬丘陵地區。土地綜合整治面積4km2，分割成四小塊，如圖1所示。

3.2 試驗目的

采取航空攝影方式獲取不同時間階段的地面影像資料和數字線劃圖，通過數據變化分析對比對土地整治項目全過程實施動態監控。

3.3 試驗方案流程

本次實驗方案主要分為“事前、事中和事后”三個階段，使其達到“事前預控、事中監控和事后驗控”的效果。試驗方案流程如圖3所示。

由于實驗區域范圍不發生變化，因此在進行航線設計時只做一套方案，采取對項目區進行3次航飛，分別為規劃設計前航飛一次、施工過程中航飛一次、竣工后航飛一次。如圖2所示：

4 動態監測

4.1 事前預控

主要是獲取項目區內DOM、DLG產品，向設計部分提供設計依據。DLG數據疊加DOM數據可為設計人員提供更為直觀的設計效果，更能合理地進行道路、水渠及其附屬工程的設計，而DEM成果可作為土方量計算的依據。

在方便設計部分的同時也為土地監管部門留下了歷史依據，為項目實施過程中是否存在夸大土方量，田間道路重復建設，橋梁維修虛報為橋梁新建，虛列拆遷補償費、青苗補償費及其他變更工程，整理田塊面積錯報，整理田塊數量漏報，整理結果、質量瞞報等現象起到了防微杜漸、提前預防的效果。

4.2 事中監控

在項目施工過程中，工程量大，土地監管人員無法直觀地了解到項目區的施工情況。而事中階段能根據土地監管部門的需要，采用無人機定期對項目區進行航飛，可飛一次或者多次，主要是獲取生產項目區的DOM數據，能直觀地反映出項目區施工進度及施工質量，并能及時發現施工單位是否按照設計圖紙進行施工，是否存在工程質量問題。對存在質量問題的工程起到了實時監控的作用。如圖4所示：左邊影像為項目施工前，右邊影像為項目施工中。

4.3 事后驗控

項目驗收是項目完成的最后一個關鍵環節。事后階段無人機航飛主要是為生產項目區的竣工驗收圖紙、竣工后DOM和DEM 數據。通過竣工后影像與施工前影像獲取對比，可直觀地檢查出其工程是否按照設計圖紙進行施工，是否存在偷工減料、瞞報工程量等現象。如圖5所示。

5 結語與展望

在大力發展RS技術運用于土地整理動態監測的時代，無人機航攝技術的產生無疑又是一個新的轉折點。相對于傳統的RS技術，其高效、快捷、成本低的特性，促使土地監管部門加強了土地監管力度。無人機航攝技術能夠全面提高規劃設計和預算編制的科學性，為土地監管打下了堅實的基礎，在今后的土地整理動態監測項目中對提高土地整理項目竣工驗收質量和進一步規范土地整理權屬管理工作等方面具有廣闊的應用前景。

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※基金項目：湖南省國土資源廳軟科學研究計劃項目；項目編號：2011-27。