無人機(jī)遙感技術(shù)在土地執(zhí)法工作中的應(yīng)用探討

李書航

華北水利水電大學(xué)烏拉爾學(xué)院 河南 鄭州 450000

土地執(zhí)法是國土資源管理重要工作，目前土地執(zhí)法管理中面臨問題主要有執(zhí)法任務(wù)重、執(zhí)法難度大、執(zhí)法監(jiān)管效率低，解決土地執(zhí)法中存在問題是當(dāng)前急需解決問題。陳學(xué)業(yè)[1]運(yùn)用3S、視頻技術(shù)以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行土地執(zhí)法監(jiān)管。構(gòu)建了土地執(zhí)法監(jiān)察體系，該體系是由“監(jiān)測(cè)→核查→執(zhí)法→監(jiān)督→評(píng)價(jià)”五個(gè)階段組成，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將現(xiàn)場(chǎng)采集信息傳輸?shù)椒?wù)器端進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。該技術(shù)為土地執(zhí)法監(jiān)管提供了新的解決思路，但是由于采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)需要進(jìn)行動(dòng)態(tài)進(jìn)行傳感器信息更新管理，增加了土地執(zhí)法管理成本。韓杰[2]分析了土地執(zhí)法中使用衛(wèi)星遙感影像技術(shù)進(jìn)行監(jiān)管，但存在監(jiān)管效率低、準(zhǔn)確度低問題。為解決這一問題，分析了無人機(jī)遙感技術(shù)在土地執(zhí)法監(jiān)管中應(yīng)用，指出無人機(jī)遙感技術(shù)土地資源監(jiān)管中關(guān)鍵技術(shù)有航飛任務(wù)規(guī)劃、遙感關(guān)鍵軟件開發(fā)以及航飛實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)。無人機(jī)遙感在土地執(zhí)法監(jiān)管中具有監(jiān)管效率高、投入成本低等優(yōu)點(diǎn)，本文詳細(xì)分析無人機(jī)遙感技術(shù)在土地執(zhí)法工作中應(yīng)用，為土地執(zhí)法提供新的思路。

1 無人機(jī)遙感技術(shù)

無人機(jī)英文名為unmanned aerial vehicle(UAV)，是一種無人駕駛航空器，是由動(dòng)力裝置、導(dǎo)航模塊組成，使用無線遙感控制設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。UAV經(jīng)過幾十年的發(fā)展已有50多個(gè)國家擁有該設(shè)備，著名的有中國“ASN”、美國“全球鷹”、英國的“鳳凰”等。無人機(jī)裝置遙感設(shè)備后形成了無人機(jī)遙感技術(shù)，該技術(shù)是將無人駕駛飛行器技術(shù)、遙感傳感器、GPS定位、遙感應(yīng)用技術(shù)等集中在一起，能夠快速進(jìn)行空間遙感信息采集。圖1為無人機(jī)遙感系統(tǒng)組成示意圖。

圖1 無人機(jī)遙感系統(tǒng)組成[3]

無人機(jī)遙感系統(tǒng)中無人飛行器基體材料是由鋼、鋁合金材料組成，還使用了高強(qiáng)度復(fù)合材料。隨著遙感系統(tǒng)要求越來越高，對(duì)飛行器提出了超高飛行、遠(yuǎn)程飛行、靜音等指標(biāo)提出了更高要求。目前無人機(jī)遙感飛行多采用普通翼、三角翼混合設(shè)計(jì)提高了飛行器穩(wěn)定性。

飛行控制與導(dǎo)航系統(tǒng)是無人機(jī)飛行關(guān)鍵技術(shù)。飛行控制器控制、導(dǎo)航直接影響到遙感信息質(zhì)量。目前所使用的遙感飛行控制與導(dǎo)航系統(tǒng)主要采用經(jīng)典的單回路頻域控制方式進(jìn)行管理。隨著遙感飛行器應(yīng)用場(chǎng)景逐漸復(fù)雜，傳統(tǒng)的控制方式已經(jīng)不能滿足需求，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法、非線性算法的在飛行器控制管理中得到有效應(yīng)用，大大提高了飛行控制質(zhì)量。

無人機(jī)遙感信息中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)包括傳輸遙感設(shè)備信息，主要傳輸無人機(jī)GPS、速度、高度、方向、電量、測(cè)量數(shù)值、采用遙感圖像信息。由于無人機(jī)信息采集所處環(huán)境不穩(wěn)定，導(dǎo)致采集信息可能出現(xiàn)傳輸數(shù)據(jù)不及時(shí)，為解決這一問題設(shè)計(jì)了多種信息壓縮算法進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

2 無人機(jī)遙感技術(shù)在土地執(zhí)法工作中應(yīng)用

2.1 無人機(jī)遙感技術(shù)在土地執(zhí)法中特點(diǎn)

土地執(zhí)法中需要對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量、影像采集，傳統(tǒng)的執(zhí)法方法已經(jīng)不能滿足監(jiān)管需求。無人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)用到土地執(zhí)法中優(yōu)點(diǎn)有：

（1）無人機(jī)遙感技術(shù)效率高。土地執(zhí)法中需要測(cè)量數(shù)據(jù)、地理定位，采用傳統(tǒng)的測(cè)量方式存在測(cè)量效率不高、易出錯(cuò)問題，無人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)用能夠快速進(jìn)行測(cè)量數(shù)據(jù)采集、定位信息獲取，提高了數(shù)據(jù)采集效率。

（2）使用靈活方便。與傳統(tǒng)航拍相比，無人機(jī)具有體積小、攜帶方便、無需配置專業(yè)飛機(jī)停落場(chǎng)，對(duì)于地理位置復(fù)雜的場(chǎng)地非常適合使用無人遙感技術(shù)進(jìn)行測(cè)量。

（3）分辨率高。無人機(jī)遙感測(cè)量技術(shù)分辨率已經(jīng)達(dá)到0.2-0.4m,結(jié)合圖像處理技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)測(cè)量圖像處理，對(duì)于遮擋物處理，可以從多個(gè)角度進(jìn)行拍攝，從而實(shí)現(xiàn)了測(cè)量精度。

（4）成本低。無人機(jī)制造材料成本低、操作人員素質(zhì)要求不高、制造成本低、維護(hù)與保養(yǎng)成本低。

2.2 無人機(jī)遙感技術(shù)在土地執(zhí)法中應(yīng)用

針對(duì)寶雞市眉縣湯峪鎮(zhèn)土地執(zhí)法管理難度大問題，何振嘉[4]使用無人機(jī)遙感技術(shù)進(jìn)行了土地執(zhí)法管理，使用大疆精靈3A進(jìn)行拍攝，無人機(jī)工作參數(shù)為飛行時(shí)間23min、相機(jī)像素1240萬、飛行高度5000m、飛行速度16m/s、設(shè)備總質(zhì)量1280g。拍攝圖像使用Google Earth軟件進(jìn)行處理。應(yīng)用結(jié)果表明使用無人機(jī)遙感技術(shù)能夠快速進(jìn)行土地執(zhí)法監(jiān)管，但是存在受航拍天氣影響。

陳博明[5]研究了無人機(jī)遙感技術(shù)在環(huán)境污染治理中應(yīng)用情況。從植被指數(shù)監(jiān)測(cè)、土壤污染監(jiān)測(cè)、大氣污染監(jiān)測(cè)以及水污染監(jiān)測(cè)進(jìn)行詳細(xì)分析，研究結(jié)果表明無人機(jī)遙感技術(shù)在土地執(zhí)法中需要改善地方有多源遙感數(shù)據(jù)融合、遙感參數(shù)反演效果提升、遙感建模尺度效應(yīng)提升、遙感產(chǎn)品自動(dòng)化管理水平提升、遙感監(jiān)測(cè)平臺(tái)方式構(gòu)建。孫在宏[6]針對(duì)土地監(jiān)管效率低問題，構(gòu)建了土地動(dòng)態(tài)監(jiān)管系統(tǒng)，該系統(tǒng)是由監(jiān)控調(diào)度中心和巡查系統(tǒng)組成。圖2為系統(tǒng)架構(gòu)圖。

圖2 土地動(dòng)態(tài)監(jiān)管系統(tǒng)架構(gòu)圖

所設(shè)計(jì)的土地動(dòng)態(tài)監(jiān)管系統(tǒng)利用土地動(dòng)態(tài)巡查車進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集包括衛(wèi)星數(shù)據(jù)、遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)以及執(zhí)法監(jiān)管先關(guān)數(shù)據(jù)庫查詢，最終分析出土地違法情況。該方法能夠快速進(jìn)行土地動(dòng)態(tài)監(jiān)管，然而靈活性不夠高。

有關(guān)無人機(jī)遙感技術(shù)圖像恢復(fù)研究主要有丁小奇[7]進(jìn)行了基于改進(jìn)SURF算法無人機(jī)影像特征匹配算法分析。SURF算法核心是對(duì)圖像特征點(diǎn)進(jìn)行特征匹配，通過分析圖像旋轉(zhuǎn)、尺度變換、亮度等進(jìn)行匹配。然而是實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)SURF算法在進(jìn)行圖像處理中存在算法匹配精度不高問題，提出了將改進(jìn)自適應(yīng)高斯模糊算法應(yīng)用到SURF算法中，仿真結(jié)果表明改進(jìn)的SURF算法能夠提高拼接圖片精度。

3 結(jié)語

目前無人機(jī)遙感技術(shù)在土地執(zhí)法中已得到廣泛應(yīng)用，但是應(yīng)用過程中仍存在一些問題，主要是采集圖像信息受天氣影響比較高以及執(zhí)法評(píng)價(jià)方法尚未健全。