無人機技術在農村宅基地確權登記中的應用探討

張弛

摘要： 以邢臺地區某村為任務區域，利用無人機搭載Sony NEX-5R 相機進行航拍獲取正射影像圖（DOM），用于農村宅基地確權登記，并對最終分辨率進行精度檢測。結果表明，成果平面精度滿足該項目的應用，而且其效率明顯高于傳統測量方法。結論為無人機航測技術應用于農村宅基地確權登記項目是可行的。

Abstract： A village in Xingtai area has been selected as the task area， and the UAV equipped with Sony NEX-5R camera has been used for orthophoto map（DOM）， using in the determination and registration of residential base， and the accuracy of the final resolution should be detected. The results show that the accuracy of the results of the project meets the application of the project， and its efficiency is significantly higher than that of the traditional measurement methods. Conclusion： The aerial technology using unmanned air vehicle in determining and registering the use rights of residential base in countrysides is feasible.

關鍵詞： 無人機；正射影像；宅基地；確權登記

Key words： unmanned aerial vehicle；DOM；residential base；determination and registration of use rights

中圖分類號：P231 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）02-0210-03

0 引言

目前，農村宅基地確權登記工作正進行的如火如荼，為不動產登記工作開了個好頭，但各承擔單位無不付出了巨大的人力成本，原因不外乎該工作界址精度要求較高，只能使用傳統的全站儀設站觀測，大量的人力資源投入不僅增加了成本，也給管理工作帶來了一定困擾，故此，能否找到一種可節省人力又不損失測量精度的辦法呢？我們把目光投向了無人機系統。

無人機（unmanned aerial vehicle）是一種由無線電遙控設備或自身程序控制裝置操縱的無人駕駛飛行器。近年來地理空間信息技術取得了飛速的發展，尤其是靈活機動、具有快速響應能力的輕小型航空器，更是在最近幾年迅速成長，成為航空遙感領域一個引人注目的亮點。

本文中利用天寶UX5無人機獲取高分辨率低空正射影像，將其應用于農村宅基地確權登記的確權底圖的制作，并對正射影像精度進行了探討。

1 研究方案

通過航拍獲取滿足項目及規程要求的航片，需要成片分辨率達到5cm以下，如此高的分辨率對航高要求非常嚴苛，綜合試飛效果和成本，將航高確定在100m-150m較好，此時航片分辨率滿足要求，也能達到節省成本的目的。不同航高對地面分辨率的影響見表1。

本次任務區域確定為邢臺地區某村，區域總體平坦，高差較小。任務預設飛行航高100m，預設航向重疊度80%，旁向重疊度80%，獲取的影像地面分辨率為3.2cm。

工作流程如下：①實地踏勘：收集項目區內有關基礎資料。②向有關部門申請空管。③飛行設計及準備。④像控點布設：利用已收集的基礎控制資料布設達到相關規范要求密度的像控點。⑤制作影像數據：利用相關軟件，制作區域正射影像圖（DOM）。⑥外業數據檢測：野外實際測繪部分地塊進行數據精度檢測。

2 無人機低空正射影像獲取

上述準備工作完成后，將開始像控點布設工作。

2.1 像控點布設

測區內布設的區域控制網，采用區域周邊布設平高點方式，沿航向間隔每3-4條基線布設一個平高點，沿旁向間隔航線布設1個平高點，區域中心布設1個平高點。像控點選在影像清晰的明顯地物點、地物拐角點、接近正交的線狀地物交點或者固定的點狀地物上，實地辨認誤差小于圖上0.1mm。當刺點目標與位置不能兼顧時，以目標為主。像控點在相鄰像片上均清晰可見，且選擇最清晰的1張作主刺片[1]。根據任務要求，坐標系統采用國家2000坐標系（CGSC2000），使用河北省衛星定位綜合服務系統（CORS）按照規范要求觀測像控點坐標及高程。

2.2 無人機影像采集

本次任務采用的為美國Trimble公司的UX-5型小型電動無人機，其主要技術參數：起飛質量約2.5kg，巡航速度約80km/h，該系統操作簡單，輕便靈活，適用于小型測繪項目。無人機上搭載了Sony NEX-5R微單相機，配備15mm定焦鏡頭。其主要參數見表2。

2.3 外業方案及地面數據采集

無人機航拍時間為2016年3月某日，當日風力小于5級，天氣晴朗，能見度高，飛行采用彈射起飛、自航線規劃、自降落模式。拍攝的照片存儲在相機內存卡中。

2.4 獲取正射影像

本次采用的后處理軟件是Trimble Business Center攝影測量模塊。該模塊可將原始數據通過簡易、直觀的數據處理流程處理，獲得測區正射影像與數字表面模型等成果數據。數據處理步驟大致如下。

①創建工程，導入原始數據（圖像數據、日志文件、飛行軌跡文件，見圖1、圖2）。

②數據導入完成后，通過連接點進行圖像校正，見圖3。

③在完成通過連接點進行圖像校正后，如有地面控制點可通過地面控制點對圖像進行進一步的校正處理。

④經過上述處理后，生成成果數據。見圖4。

3 成果精度評定

將正射影像與全站儀實測地形圖進行套合，符合很好，見圖5。

使用該正射影像經實地房檐改正后得到地籍圖，經鋼尺量距檢查（共檢測20條邊），與圖上坐標反算相比，界址邊差值最大9.7cm，最小0.9cm（見表3）。精度符合地籍規程要求。

4 討論

在本項目中，使用無人機航測技術得到的正射影像相比衛星影像具有更高的地面空間分辨率，時效性更強，克服了全站儀測量效率低下的缺點。本項目組以無人機影像獲取與處理方法、幾何校正精度、達到的分辨率等方面對無人機應用于農村宅基地確權項目進行了研究，探討了無人機應用于此類項目的可行性以及所能達到的精度。

①無人機影像幾何校正方面，經過相關軟件處理、相機檢校參數、像控點布設、自動空三與加密點計算等步驟，得到測區的正射影像，最后成果平面精度良好，滿足了農村宅基地確權項目的應用。

②通過本項目的實踐，證明利用無人機航測技術獲取的正射影像，其效率明顯高于傳統全站儀測量方法。傳統外業采集方法，考慮到外業指界還需要涉及相關人員的配合等問題，1組每天平均可以完成20宗地，采用無人機影像的方法，一架次實際測繪面積（包括了村莊等）達到了約1km2，按每天約飛行4個架次，考慮到天氣及內業處理等因素，每組每日平均可以完成約200宗地以上。工作效率較傳統方法提高了10倍以上。

③受自然規律約束，在提高效率的同時無人機技術還是有一些不足，在夏天植被茂盛時，應用無人機航飛得到的影像可能不會很清晰，在冬天則效果較好，因此在季節上本技術的應用受到了一定限制。

綜上所述，無人機技術方興未艾，以其具有很強的靈活性、時效性，備受業界同人的好評。隨著無人機系統配套軟硬件的發展與完善，不僅僅將大大提升測繪水平，還將極大地擴展測繪技術的應用面，帶來更多業務，提供更多的測繪產品。這是因為該技術是虛擬現實技術的必要手段，為真3DGIS地理信息系統、為礦產業的開采模擬、為企業的模擬培訓、數字化管理和為軍隊的模擬訓練等等提供必需的基礎數據成果。

參考文獻：

[1]喻華.GPS技術在航測野外像控點布設中的應用[J].城市勘測，2003（1）：25-26.

[2]劉旭.農村宅基地調查中的關鍵技術研究[J].測繪與空間地理信息，2012（01）.

[3]黃斌.農村宅基地測繪中數字化測繪技術的優勢與應用[J]. 地球，2013（04）.