低空無人機航空攝影在山區土地確權中的應用

賈永斌 張雅迪 賈聚勇 賈永超

摘 要∶山區農村土地承包經營權確權登記頒證工作結構復雜、地塊不規則、地塊數量大，增加了測繪外業工作的工作量及難度。本文分析了山區以無人駕駛飛機作為空中作業平臺，對農村范圍內的承包土地進行航空拍攝，獲取高清的數字正射影像圖作為工作底圖，以保證農村土地承包經營權確權登記發證工作有效地開展。無人機航空攝影測量系統在該項目中發揮了很好的作用，不僅提高工作效率，而且還節省項目經費。

關鍵詞∶土地確權 低空無人機 航空攝影 正射影像圖

中圖分類號：P23 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2018）01（a）-0160-03

傳統測繪手段受山區地形影響，外業測量十分困難。無人機航空攝影測量系統作為一項空間數據獲取的重要手段，具有快速高效、機動靈活、精細準確、作業成本低、適用范圍廣、影像實時傳輸、高危地區探測等重要特點，在小區域和常規困難地區快速獲取高分辨率影像方面具有明顯優勢。該技術應用前，進行小面積實驗，結果表明，技術有效、可行。

1 低空無人機航空攝影在土地確權項目應用的可行性分析

1.1 技術要求

主要精度要求：地塊分布圖上界址點相對于鄰近控制點的點位中誤差和相鄰界址點之間的間距中誤差不超過規定（比例尺1∶2000；點位中誤差1.20m；相鄰界址點間距中誤差1.20m）。

1.2 傳統測繪在該項目中的缺陷

1.2.1 GPS全野外數據采集

山區測繪工程中其地理環境多為高山峽谷或者密集的樹木，這些區域衛星信號有一定的遮擋影響，而且白天中午時間段受到電離層的干擾比較大，共用的衛星數量比較少，因此作業時間方面會受到一定的限制。另外已知點架基站進行數據傳輸時所采用信號為短波信號，一些諸如山體或者高頻信號等障礙物會對其產生干擾，導致數據在傳輸時出現嚴重的衰減問題，對于作業半徑及測量精度均會產生影響。而且投入人員儀器設備較多，增加施工成本，工作效率和經濟效益低下，工序流程的劃分，延長了工期，增加了勞動強度。

1.2.2 有人機

需要有專業的飛行員和專業的后勤保障人員，對起降場地要求高。設備安裝調試工序復雜，受天氣影響較大，機動不靈活，項目成本高。

1.3 無人機航攝技術與流程

利用航攝影像和CORS網絡進行像片控制測量，采用全數字空中三角測量系統進行空三加密，將空三成果導入全數字攝影測量系統制作數字正射影像圖。流程詳見圖1。

1.3.1 航空攝影

結合實地踏勘地理壞境及氣候特點，本次飛行平臺采用天巡AS1200固定翼無人機搭載SONY a5100數碼相機，無人機主要性能參數如表1所示，數碼相機參數如表2所示，航空攝影航線規劃示意圖如圖2所示。

1.3.2 航空攝影測量外業

像片控制點是航測內業控制點加密的依據，是影響成圖數學精度的主要因素。該區域野外像片控制點的布設按照《1∶500 1∶1000 1∶2000地形圖航空攝影測量外業規范》中航線網布點要求進行布設。布設密度為每6～12條基線一個點，像片控制點布設在航向及旁向六片或五片重疊的范圍內，使布設的像片控制點均可公用。

像片控制點位置選取：布設像控點常用的兩種方法。一種是航飛前預先放置航射標志，尺寸要達到地面分辨率的5～10倍。采用反差大的顏色或者是在現場采用涂抹油漆撒石灰的方法進行標記。另一種是航拍后布控的方案，在測區內按照要求均勻選擇點位，這些點位需在影像上特征明顯、紋理清晰處布設[1]。

像控點測量主要技術要求應符合《低空數字航空射影規范》（CH/Z 3005-2010）[2]中的精度要求。利用已建立的河北省衛星定位連續運行基準服務平臺，以網絡RTK對像控點進行測量，平面精度不超過5cm。

1.3.3 無人機影像處理

根據空三加密成果以及自動生成的數字高程模型DEM，采用雙三次卷積內插的重采樣方法，對無人機影響進行自動正射糾正，生成單片的數字正射影像DOM，并自動勻色、鑲嵌、裁剪，最終得到標準圖幅的DOM成果。

1.3.4 圖解界址點坐標

利用標準圖幅的DOM，在實地勾繪地塊位置。使用南方CASS8.1地形地籍成圖軟件或者ArcGIS10軟件結合外業調繪成果，將地塊界線繪制出DWG地塊圖，并在地塊內標注承包人姓名、地塊合同面積。在DLG圖上圖解出界址點坐標。

1.3.5 成果截圖展示

包含了正射影像、界址線、耕地承包人、耕地面積、四至等內容。成果示意圖如圖3所示。

1.4 傳統測繪與無人機航攝技術工作量比較

以銀洞村為例正射影像外業調繪用了2.5d，內業圖解坐標1d。

傳統人工測量外業至少需要5～6d。山區沒有道路，而且橫穿坎上坎下，蛇形步行前進，測量非常困難。大部分村莊等同于銀洞村，遇到高山區，山溝較窄的村莊，外業測量需要更長時間。

1.5 無人機航攝技術成果分析

對數字正射影像圖內的地塊位置精度進行了實地驗證，利用外業實測的檢查點，與正射影像圖解的同位置點位進行比較。項目提交成果不需要高程數據，檢查平面位置野外實地測量點數85個，中誤差為±0.38m，得出本次飛行成果完全滿足農村土地承包經營權確權登記頒證工作的精度指標。

2 研究結論與分析

圖解界址點的精度與外業實地測量對比，根據農業部發布實施的《農村土地承包經營權調查規程》（NY/T 2537-2014）[3]中關于界址點精度指標的要求。

本次實驗滿足比例尺為1∶500的山地、高山地農村土地承包經營權調查精度要求。對于使用1∶2000以及更小比例尺的農村土地承包經營權調查，完全滿足精度要求。

3 結語

全國農村土地承包經營權調查工作進行到后期，但是未開展工作的往往是山地和高山地的調查，為今后該項工作提供了很好的工作方案。無人機航空攝影技術在農村承包經營權確權登記發證測繪中的應用，可得到高分辨率的正射影像圖（DOM）既滿足項目精度要求，同時也提高了工作效率，縮短了工作周期，降低勞動成本。無人機航空攝影獲取的準確、全面的數據和影像，保證了農村土地承包經營權確權登記頒證工作的順利進行。國土資源部計劃從明年開始展開第三次全國土地調查項目，該成果也可以應用于國土調查項目中。根據實驗結果，1∶2000地形圖測圖時，可以應用該方案繪制平面圖。

參考文獻

[1] 郭世敏，朱大明，王凱.無人機航測項目實施中像控點布設方法探討[J].價值工程，2016，35（21）：138.

[2] 國家測繪局.低空數字航空攝影規范[M].北京：測繪出版社，2010.

[3] 楊麗.農村土地承包經營權調查規程[J].北京科技大學學報，2009，25（1）：34-37.