無人機遙感技術在湖南省第三次土地調查中的應用

袁江紅，顏學錚，袁淑君

摘 要 本文探討了無人機遙感技術在湖南省第三次土地調查中的3個應用方向，包括不一致圖斑外業舉證、工作底圖制作和監督核查。無人機大大節省外業舉證、監督核查工作的人力物力，很適合應用于我省第三次土地調查工作。

關鍵詞 無人機;遙感;三調;不一致圖斑

中圖分類碼：P237 文獻標識碼：A

Application of Unmanned Aerial Vehicle Remote Sensing Technology in the Third Land Survey in Hunan Province

Yuan Jianghong， Yan Xuezheng， Yuan Shujun

（Hunan Vocational College of Engineering， Changsha Hunan 410114）

Abstract： Unmanned aerial vehicle（UAV） remote sensing technology has the characteristics of mobility， flexibility， efficiency， and low cost， which is very suitable for the needs of the third national land survey in Hunan Province. Three application directions of UAV remote sensing technology in the third land survey， were discussed in this article， including field proof of inconsistent picture spots， production of base maps， and supervision and inspection. UAV can greatly save manpower and material resources for field proof， supervision and verification. UAVs are appropriate for the third land survey in our province.

Keywords： unmanned aerial vehicle（UAV）; remote sensing technology; the third land survey; inconsistent picture spots

湖南省第三次土地調查（后簡稱三調）目的是在第二次土地調查（后簡稱二調）的成果基礎上，全面細化和完善全省土地基礎數據，掌握詳實準確的國土利用現狀和土地變化情況。與二調相比，準確、細化是三調的重要特征，精準化調查是三調的基本需求，工期緊、工作量大是三調的突出問題，這就要求在三調過程中采用先進的調查技術與方法。自2017年三調工作啟動以來，湖南省動用了衛星遙感、地理信息公共數據平臺共享數據服務、實地核實等各種技術手段，其中無人機遙感技術在三調中發揮了重大作用，其機動、靈活、高效、低成本的特性非常適配我省三調工作的需求。

無人機遙感技術在三調中的應用主要在三個方面：

1 不一致圖斑外業舉證

按照三調工作要求，二調地類圖斑與最新航攝遙感影像不一致的圖斑需要提取進行外業調查舉證，以全面查清當前土地利用狀況。在外業調查工作底圖上標注了需要舉證的疑問圖斑，主要包括以下兩種類型：①最新影像反映的地類與二調圖斑地類不一致的圖斑;②最新影像與國家下發的不一致圖斑地類不同的疑問圖斑。對于需舉證的疑問圖斑，傳統的工作要求是去實地拍照舉證，舉證照片包括全局影像、近景影像、內部照片三種，其外業調查工作量極大，據統計，以縣為單位，平均有1/3的圖斑需要現場調查舉證，如一個縣有10萬個圖斑，需舉證的圖斑有3萬多個，經濟發達地區需舉證的圖斑更多。

利用無人機遙感舉證與外業核查相結合的方法可有效解決現場拍照舉證中的人力無法到達、步行拍照效率低、人海戰術成本高等問題，極大提高了工作效率，降低了工作成本。無人機外業拍攝舉證工作流程如下：

1、航點設置：直接在地圖上添加航點，或通過疑問圖斑自動生成航點;

2、規劃航線：關聯航點，設置航點動作參數（拍照張數、角度、方向等）;

3、自動定向、航攝多個舉證圖斑;

4、在底圖中提取拍攝點實際坐標并定位定向舉證照片;

5、對舉證圖斑逐一核實，按需實地補充建筑內景照片。

本文主要采用大疆精靈4 pro無人機遙感系統進行外業舉證，其技術參數見表1：

外業舉證效果如圖1與表2所示：

利用無人機舉證方法，明顯減輕外業舉證的工作量。若采用實地拍照方法進行外業核查，按一個村6 km2計算，經統計單人需4天時間;若利用無人機舉證與外業核查相結合的新方法，無人機航攝、影像處理與舉證材料登記需1天，核實圖斑與實地核查、補調需1.5天，共需2.5天，與傳統方法相比作業效率大為提高。同時，能通過無人機去到某些難以到達的圖斑，大大提高了外業核查的安全性。

2 城鎮地區工作底圖制作

隨著社會經濟的發展，城鎮地區變化日新月異。城鎮地區圖斑細碎，變化極快，按照三調核查工作的要求，城鎮地區工作底圖應該盡可能準確反映圖斑屬性，同時具備良好的時效性。目前，我省三調工作底圖的遙感影像數據源主要包括國內的高分一號（GF-1）、高分二號（GF-2）、北京二號等衛星影像，以及我省在不動產統一登記前期工作中獲取的22萬km2航攝影像。用現存的影像地圖制作三調工作底圖時，一般存在兩個問題：衛星影像的分辨率較差，多為0.5m或優于1m，導致大量圖斑的屬性和邊界難以通過影像辨認;航空影像的精度優于0.2m，但部分地區時效性較低，且未能覆蓋全省，導致部分圖斑影像上解讀的土地現狀與實際不符。

在花垣縣的無人機試點工作中，我們采用縱橫公司生產的固定翼無人機CW-100搭載小型航測相機，制作城鎮地區1∶2000工作底圖。CW-100載荷大，續航長，飛行高，能搭載小型常規航攝儀，效率遠遠高于小型旋翼無人機，非常適合城鎮區域的1∶2000影像獲取。其技術參數如表3所示：

制作流程如圖2所示：

利用無人機遙感技術制作正射影像效率高，成本低，一個縣城區的影像制作僅需數日時間。在城鎮地區，利用無人機遙感影像制作工作底圖能得到時效性極高的、分辨率優于0.2m的遙感影像，能大幅提高影像判讀的準確性和地類圖斑邊界變更的精確度，減少外業舉證的工作量。如圖3，從無人機影像能精確判斷為臨街門面，將歸并為城鎮道路外的相鄰街道并準確描繪圖斑邊界。

三調要求城鎮地區工作底圖精度優于0.2m，航攝節點為14年以后，根據成本核算，在我省無高精度影像，或已有影像變化較大的城鎮地區，非常適宜使用固定翼無人機航攝系統獲取影像。

3 助力監督核查

三調成果核查工作量較大，需要檢查梳理圖斑屬性的正確性（重點、不一致及一致）圖形正確性、要素完整性三方面內容，檢查舉證圖斑信息表、舉證成果與地類圖斑的對應關系，確認三者對應關系準確性，檢查舉證照片質量問題等各方面內容。對鄉鎮抽查地類差錯率達到10%～15%的，進行全圖斑核查，對重點地類圖斑和不一致圖斑100%核查。在龐大的核查壓力下，如何保證三調成果核查的效率與準確性是各監理部門最關心的問題，實地核查環節全憑人力的做法耗時耗力，效率極低。采用大疆精靈4 Pro無人機系統在核查現場進行航拍作業，能快速、大范圍獲取最新土地現狀，幫助核查人員迅速掌握土地真實狀況，判斷問題圖斑對錯，細化屬性類別。對于遮擋、遮蔽區域信息，可以采用航點飛行，或者手動控制拍照，幫助地類判讀，取證記錄等。通過充分發揮無人機的優點，因地制宜、靈活運用，能快速獲取難以到達的圍墻圍欄、植被或建筑物遮蔽及復雜地形的山區、水域等核查地區的實時狀態信息，有效提高核查工作的效率和準確性。

4 結語

在第三次土地調查中，我們根據各類無人機遙感系統的技術特點，將它們應用于不一致圖斑外業舉證、三調工作底圖制作和監督核查中。小型旋翼無人機靈活機動，能快速到達外業人員不便到達的區域，大大提高外業舉證與外業核查的效率;可采用垂直或傾斜視角，能反映圖斑整體的土地利用狀況，彌補了人工舉證照片難以反映圖斑全貌的缺陷。中型固定翼無人機效率高，流程清晰，能快速制作較大范圍的航攝影像，提高了三調工作底圖制作效率。

隨著技術的成熟與普及，無人機遙感系統在調查監測中的應用日益深入，在我省生態文明建設、空間規劃編制、自然資源管理體制改革和統一確權登記等各領域將發揮更大的作用。

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