無人機航測在農村土地確權中的應用

趙政文ZHAO Zheng-wen

（華北地質勘查局五一九大隊，保定071051）

0 引言

農村土地確權是農村土地制度多項改革中的一項基礎性改革，是為了落實好“三農”政策，解決好農村土地長期存在的問題，適應社會新時代的發展。做好農村土地確權中的測量工作，選擇一種高質量、高效率的測繪新技術是關鍵，新發展起來的測繪高新技術——無人機航測技術，具有機動靈活、快速高效、成本低、測量精度高等技術優勢。因此，在農村土地確權中利用無人機航測技術能確保土地確權工作的有效開展。

1 無人機航測概述

低空飛行航空攝影是無人機航空測量技術的主要工作特點。依據國內無人機飛行相關規定，其審批流程比較簡單，用時間短，飛行條件受天氣及氣候影響不大，在農村土地確權中適用性強，能夠對土地實現快速確權勘測。無人機航空攝影測量技術采取非載人式的飛行器，針對開展一些高危土地數據測量時，能夠有效降低危險系數，在實際操作過程中受地形地貌的影響也不大。其測量數據準確，能為測繪人員提供更加準確的定位數據。該技術內容涵蓋無人機飛行的平臺、無人機導航系統、地面的監控系統和控制系統，還有任務設備、數據傳輸以及發射與回收的系統、地面的保障系統等多重設備，具有操作靈活，便捷高效，成本不高等特點，圖1 為無人機航測基本流程圖。近年來，該技術被廣泛應用于大中比例尺地形圖和地質災害等航空攝影測量領域，有效彌補了傳統航空攝影測量所帶來的不足。其技術優點主要體現以下幾點：

圖1 無人機航測基本流程圖

1.1 航測靈活機動快速反應能力強

無人機航測通常為低空飛行，空域申請較便利，受氣候條件影響不大。對起降場地的要求不高，特別是多旋翼無人機，一分鐘可實現垂直起飛或降落，不需要專用場地，操作靈活便捷。在獲取航拍影像時操作人員安全有保障，還解決人工無法到達的區域實行監測功能，機動靈活，快速反應是其不可少的優點。

1.2 航測時效性強

在無人機航空攝影測量的過程中，能夠準確快速地獲取到地面數據。與衛星測繪和人工測繪相比，無人機航測能有效節省時間，能更快、更敏捷地提供所需要的測量信息給用戶。綜合應用能力很強，無人機航測系統能夠獨自發揮作用，還能與衛星遙感測繪以及地面檢測手段相結合。因此，在航測過程中獲取數據快且時效性強。

1.3 具有生產成本低的優勢

使無人機測量價格相對不高，可有效降低成本投入，能滿足眾多比例的地形圖測繪的要求。以地形地籍1:500三維測圖為例，可大大降低傳統數字化測圖的外業工作量，從而改變了傳統測繪工作模式。

1.4 高精度數據采集以及建模能力

無人機平臺攜帶的數碼相機、數字彩色航攝相機等設備可快速獲取地面信息以及超高分辨率數字影像和高精度定位數據，快速生成DEM 數據高程模型，建立數字正射影像圖（DOM）等空間三維數據。

2 無人機航測在農村土地確權中的應用

2.1 數據采集

航空攝影測量利用兩張具有一定重疊度的影像，構建立體模型，然后進行數據處理，因此航攝數據采集前應設定影像重疊度。由于輕小型無人機易受氣流影響、飛行姿態不穩定，因此重疊度設定時相對傳統大型航攝飛機略高，實際作業時航向重疊度一般大于65%、旁向大于55%。

2.1.1 航線設計

根據測區幾何形狀、地形起伏特征等，劃定無人機自動飛行的基本路線，設定航飛采集區域、地面分辨率DSM、影像重疊度等，針對部分地形復雜、起伏過大的區域，可設定不同航攝測區，避免因地形起伏造成投影差。

2.1.2 航測數據采集

選擇合適天氣狀況，將無人機航線設計導入飛控系統，設定飛機起降地點后進行自動化作業；航飛過程中應利用地面站監控飛機位置、姿態和電量等信息，待飛完全部區域后，回收飛機，完成航攝采集工作；若要求與地面測量系統進行統一時，需采用差分GPS 觀測或預先布設一定的地面相控點，完成WGS-84 向地面測量系統的轉換。

2.2 影像處理

在農村土地確權航測中獲得影像，需要通過相關軟件技術及時進行處理：即獲得影像先要進行預處理、對空三加密要進行測量平差以及DOM 的制作等。在影像預處理的過程中，要對格式進行轉換、及時旋轉獲取的相片和糾正畸變的照片以及加強處理技術的應用等。在無人機上的五個方位的相機基本都是使用一般的數碼相機，在航拍過程中會出現畸變的影像照片。因此，在航測攝像過程中應注意相機參數根據實際需要進行調整。此外，在進行空三加密測量時，應做好相關影像的匹配及處理，同時要將各像控點連接起來并進行像控點測量，通過平差進行計算，目標實現為止。在進行空三加密測量時所獲得數據，可利用立體測圖軟件將測量的特征點和線收集到，最終將獲得DEM 數據，再通過微分糾正、拼接以及調色等相關技術手段得到DOM。在新一輪的農村土地調查確權登記中，將DOM 作為此次土地調查確權頒證的底圖，以此為基礎對土地確權進行測量，1:2000 正射影像圖的可判讀性能與量算性能都具有較顯著的特性。在對農村土地確權的測量過程中，農民通過影像識別比較容易了解到自己的土地四周界址權屬信息，可由相關農戶在現場進行界址確認后，外調人員便可在確權頒證的底圖上對土地界址線等各屬性進行標注。

2.3 土地權屬調查與地圖繪制路徑

在利用無人機航測獲取土地確權發證的過程中，應當充分利用前期數據采集，對相關影像進行預處理、空三加密以及DOM 制造，初步完成土地權屬調查工作。為保證處理效果，需做好航測圖片格式轉化，對圖片進行旋轉以及畸形處理。由于無人機攜帶的相機均為數碼相機，在使用過程中，會發生畸形以及色彩變化。為提升信息數據利用效果，可通過影像連接點、像控點以及平差計算等方式，對獲取的圖片信息進行空三加密處理，最終得到DEM。以DEM 為基礎，通過影像糾正以及拼接等方式，得到正射像DOM 數據。結合前期獲取的土地確權登記表，完成對土地名稱、土地編號以及權屬的登記，逐步構建起高精度的繪制地圖。

2.4 確權底圖制作

在農村集體土地確權工作中，工作底圖的制作是前提和關鍵，通過確權底圖，無需專業知識，即可通過肉眼觀察判定承包地塊、道路、田埂、水系、居民地等地物。易于判讀和標注權屬界線，可以直接作為工作底圖進行承包經營權確權權屬調查。利用無人機航測得到的DOM，來制作農村土承包經營的工作底圖。具體的內容包括：①地塊界線；②地塊面積；③承包人姓名。利用ArcGIS10.4 軟件對數字正射影像進行矢量化采集，將地塊界限繪制出來并標注承包人姓名、地塊面積、地塊編號，由正射影像與矢量數據疊加制作1∶2000 比例尺確權底圖。

2.5 土地確權數據庫建設方式

為保證土地確權發證的公正性，完成相關測繪圖繪制后，應當及時公示繪制圖，由相關人員檢查。在公示過程中，一旦發現問題，應當及時收集匯總相關情況，結合無人機航測數據對土地測繪圖進行對比，分析原因并進行針對性處理。在修改之后進行二次公示，以保證測繪地圖的準確性。當完成土地測繪圖的校對工作后，還應構建土地確權數據庫系統，實現土地確權信息的整合以及歸檔，增強土地確權發證的準確性。

通過上文分析無人機航測技術在農村土地確權的應用，可以了解到在農村土地確權過程中，無人機航測技術可進行大范圍內的采集土地數據和影像拍攝，快速高精度獲得相關三維數據，同時構建成土地三維模型，進而繪制出比例尺較大的土地確權地形圖。新發展的無人機航測技術在農村土地確權測量能夠滿足測量要求，并能促進農村土地確權登記工作順利進行。

3 結語

農村土地確權工作的順利進行，有利于提高農村土地利用率，有利于農村的穩定，更有利于新農村的建設。通過對農村土地確權的一項基礎性改革，可有效解決農村土地長期存在的問題，還可摸清農村土地底數，四至不明、權屬不明等問題。現階段，測繪新技術水平的不斷提高，利用新技術在農村土地確權時開展測繪工作，能更好確保測量成果的精準性，同時提高測量的效率，大大縮短了土地確權工作時間并減少成本的投入，使農村土地確權工作開展起來更加順利。