無人機測繪技術在土地執法測量中的應用分析

譚天彬

（金秀瑤族自治縣自然資源局，廣西 金秀 545799）

近些年，無人機測繪技術的發展在測繪領域里的應用逐漸成為“新寵”，其機動靈活、快速高效、低成本、大范圍以及安全性高等技術優勢受到多種行業及部門的廣泛歡迎。當前，在土地執法中，無人機測繪技術應用在違法土地巡查和面積測量中發揮出重要作用，幫助自然資源和規劃局的土地管理部門及時準確掌握違法土地情況以及對土地違法行為進行合理的行政處罰。各地在自然資源和規劃局的土地管理部門強有力的監管下，土地違法行為逐年得到有效遏制，違法用地或占用耕地面積不斷下降并得到有效監管，總體形勢下降趨勢明顯。因此，應加強對無人機測繪技術的分析，有利于相關技術人員能夠更全面、熟練地掌握無人機測繪技術在土地執法測量中的應用，及時獲取準確違法土地數據信息，對進一步提升土地違法的監管力度有著十分積極的作用。

1 無人機測繪技術

在如今的測繪領域里，通信、飛控、傳感、導航、攝影等多項技術的發展中，無人機測繪技術突破了傳統測繪技術的多項瓶頸。使無人機測繪技術積極與多項相關技術有效融合為一體，在技術上將飛行控制、導航、數據傳輸、航空測量、飛行器動力控制系統等形成一種自動化、高效化、智能化、綜合化的現代測繪新技術。該技術主要是利用無人機操作技術簡單、運用方便靈活、作業成本較低、安全性較高及覆蓋范圍較大等優勢，與無人機融合的其他相關技術設備相結合，被廣泛應用到各行業測繪中，在測繪實際過程中無人機飛行機動靈活，可不受地形和空間的影響。若在飛行困難較大區域實施航測，可利用無人機飛行過程中所攜帶的專業測量攝影相機也能夠及時快速地對飛行區域內的測量數據進行快速準確采集以及影像的拍攝。并將獲取的數據及時轉化為服務，釋放出數據的應用價值。無人機測繪技術相對傳統測繪技術來說，可有效解決從事外業測量工作人員在外長期測量奔波，因環境、天氣、地形等因素的影響，導致測量工作效率低、強度大、時間長、成本高以及存在安全危險等問題。目前，無人機測繪技術在土地確權、不動產登記、高速公路測繪、土地執法等多行業及多領域里得到更為廣泛的應用。

2 無人機測繪技術平臺性能要求

在當前無人機測繪技術應用中，無人機傾斜攝影測量技術更為先進，該技術主要是無人機與搭載一部或多部專業測量攝影相機開展測量工作，該技術性能主要由無人機和攜帶的專業測量攝影相機來決定。因此，對測繪所使用的無人機性能及標準都是有相當高的要求。無人機性能要求主要是：（1）無人機的載重量不能低于2 kg；（2）目前測繪所使用的無人機主要有固定翼和多旋翼無人機。在測繪中選用無人機測繪時，一定要注意這2種無人機航速能力不一樣，各自飛行速度標準有明確的硬性要求，對多旋翼無人機飛行速度要求不能低于6 m/s，而固定翼無人機飛行速度則不能低于10 m/s；（3）無人機所使用電池，要求續航時間大于25 min，而使用內燃機作為無人機動力續航時間則不能小于1 h；（4）對抗風能力要求無人機抗風在4級風速之上；（5）在飛行高度上無人機飛行高度不能低1 000 m，對海拔高度要求至少要在3 000 m。

對無人機搭載的專業測量攝影相機也必須要求具有高性能才行，對專業測量攝影相機的性能要求主要是從獲取影像能力、作業時間、曝光功能、續航時間及POS記錄功能等方面進行明確限定。（1）專業測量攝影相機一次曝光采集的像素越高越好，如果要從成本上考慮，單個相機鏡頭像素至少要在2 000萬像素之上，而一次曝光不低于1億像素；（2）攝影相機工作時間要大于90 min，最好是能保持全天候的作業能力；（3）專業測量攝影相機要有定點曝光功能，目的是確保影像重疊度能滿足要求。

3 無人機測繪技術在土地執法測量中的優勢分析

當前，在土地執法的監管過程中，無人機測繪技術憑借著技術優勢可有助于自然資源和規劃局對土地違法行為進行有效監管。隨著無人機控制技術、數碼航攝技術以及影像處理技術的日益完善，新興起的無人機傾斜攝影測量技術有效將這三種新技術結合在一起成為無人機測繪技術中的高新技術，在測繪領域里具有較強的技術優勢，應用更為廣泛。利用該技術對違法用地測量可快速高效、機動靈活、高性能低成本以及高精準地為自然資源和規劃局提供違法土地取證的相關真實數據。技術優勢主要體現在以下三方面。

3.1 快速高效的新技術

在對違法用地面積的測量中，利用無人機傾斜攝影這種高新測量新技術，通過無人機所攜帶的專業測量攝影相機對違法用地區域展開飛行航測相關數據及影像圖片拍攝，其作業過程是一種全自動模式進行。無人機測繪技術主要是通過無人機在飛行過程中開展的測量工作，由于無人機自身的優勢，外出作業開展測量工作時，相關操作員與無人機設備可同車前往，無需分開，由于測繪無人機具有快速拆卸或組裝操作程序，到達測量區域時，相關技術人員便可半個小時內對無人機快速組裝與調試，便很快進入工作狀態。在測量時，對起飛或降落場地沒有特殊要求，找出一塊平整的地面即可，應用起來十分方便。另外，受天氣影響較小，能機動靈活地低空飛行，并高分辨率地對違法地塊進行影像數據的高精度采集。通過航測獲得的影像數據再經過相關軟件技術處理能快速生成3D模型。實踐表明，在建模效率上該技術建模只需3～5個月，若是人工建模至少長達1～2年才能完成，在建模效率技術上更具優勢，無人機測繪技術堪稱當前測繪領域里新興起的高新測繪技術。

3.2 性價比優勢較高

土地違法存在的情況具有多樣性，違法使用或占用面積大小不一，往往所在區域地形較復雜，有的還比較隱蔽，人工對其進行巡查取證，不僅效率低，而且難度大，甚至有的還不易被察覺。而使用無人機傾斜攝影測量技術能更好解決人工難題，使違法用地得到有效監管。通過該技術的高效率應用，利用無人機搭載相關技術設備對違法土地區域展開巡查或測量工作。目前，市場上測繪使用的無人機價位基本都是從十幾萬到幾十萬不等，一次購機多次使用。在使用過程中只要不出重大飛行事故造成無人機損壞，基本不會產生其他額外費用。因此，土地執法測量選用無人機測繪技術可謂是當前最好的選擇，不僅能高效、高質量完成測量任務，還能有效控制成本的支出。另外，所測量獲取的違法用地數據的空間位置信息和各種影像數據，經過相關技術處理可輸出DOM、DSM、DLG等土地違法數據成果。在三維建模方面，無人機傾斜攝影測量技術可利用自身提取及貼紋功能，有效地使建模成本降低，性價比高。

3.3 真實客觀反映地貌

土地違法巡查取證，需要獲得違法用地面積真實可靠的數據作為依據。使用傳統航空攝影測量技術表現有些不足，而無人機傾斜攝影測量技術則有效彌補傳統航空攝影測量技術的不足。在土地執法測量中通過無人機五個方位展開對地面區域內實景的快速全面拍攝，獲得三維數據可將地物地貌客觀真實地反映出來。

4 土地執法測量中無人機測繪技術應用分析

為了進一步加強對土地違法實施更有效的監管，必須要做好對土地違法面積的測量工作，獲得準確可靠的違法土地使用面積相關數據，通過與原始數據比對，對土地違法行為說不，責令非法使用者或占用者退還違法用地以及對其實施行政處罰。土地違法測量數據的準確性關系著能否對土地違法進行有效監管。相關工作人員必須要積極掌握新的測繪技術，準確高效地完成對土地違法面積的測量工作。在當前土地測量中，使用無人機測繪技術從操作上、作業上的成本以及測量的質量上考慮都是首選。因此，土地執法測量中應重視無人機測繪技術的應用，加強對無人機測繪技術應用的分析，積極應用無人機新的測繪技術，有利于土地執法工作更有效地開展。

4.1 土地違法測量中無人機測繪外業數據有效采集

對土地違法的有效監管，需要通過測量獲得違法使用或占用土地面積的真實數據信息。當前，應用無人機測繪技術中的無人機傾斜攝影測量技術，能更好完成對土地執法測量工作的任務。在土地執法實際外業測量過程中，無人機傾斜攝影測量技術的應用是通過利用無人機低空飛行過程中攜多部高性能的專業測量攝影相機，機動靈活、高效快速準確地實現對土地違法數據的采集或拍攝。為了能夠順利完成測量任務，獲得更為準確的數據信息，需要從事外業測量的技術人員，在條件具備的情況下，航測前要對違法地塊的區域內多方位影像控制點進行準確布設。一般情況下，選擇紅色或者白色油漆制作出醒目的像控點，像控點布設完成后，可用無人機先試飛拍攝來確定像控點設置的有效，然后再正式進行航測。無人機操作時應嚴格按照無人機操作規范，執行無人機測量作業。在完成違法土地測量任務后，相關技術人員需要及時制作出像控點點位分布略圖以及點位信息數據表，準確地描述出每個像控點的方位及準確點位，為內業工作提供便利。

4.2 快速高效對采集數據進行處理

在遇到地形較復雜的土地執法測量中，無人機傾斜攝影測量技術的應用優勢會更加明顯，該技術利用無人機搭載多部專業測量攝影相機，對違法地塊展開低空飛行，多角度和多方位的地形數據航攝采集。該技術與傳統航測技術數據采集相比，傳統航測獲得數據，需要通過人工結合傳統航測技術對獲取數據進行加工處理，這樣的處理方式必然會影響數據處理的工作效率，產生誤差的可能性也較大。而無人機傾斜攝影測量技術在外業完成后，需要將采集的圖像或數據及時導出轉為內業處理。首先，要對采集圖像或數據進行檢查，主要是看外業航測無人機飛行質量和航攝的影像圖片質量。如：實際影像重疊度、像片傾角和旋角、航線彎曲度，航攝覆蓋的范圍、影像的清晰度、像點位移等。若發現測量結果達不到內業規范和作業任務要求時，需根據實際情況重新對違法地塊局部區域補飛或重飛測量。其次，對所采數據要進行空三加密，目的是確保數據的安全性。最后，通過無人機傾斜攝影測量技術與內業相關處理軟件，基于原始影像及空三成果，快速生成實景三維模型以及DOM、DSM（含DEM）、數字點云等數據，利用像控點和檢查點對模型精度進行檢查，達到規范要求后，再利用相關數據采集平臺對違法地塊數據進行采集，先內后外的完成數據處理。

4.3 土地執法無人機日常有效巡查

過去較長的一段時間內，土地違法行為時而發生且較為嚴重，在對違法土地日常巡查需要人工利用傳統測量技術及測量工具取證，且效率較低，工作強度大、遇到復雜地形，違法占用土地很難獲取準確數據作為取證依據，甚至有些違法土地較隱蔽，人工巡查不易被發現，違法土地監管無法取得好成效。近些年，科技手段創新發展，利用新科技為違法土地巡查提供了有力的幫助。在無人機出現后，土地日常巡查或執法行動中便有了得力幫手。利用無人機突破空間和地形的限制。尤其，無人機傾斜攝影測量技術的應用，無人機能在范圍較大的區域內實現超強低空、機動靈活的飛行，在無人機飛行過程中通過無人機搭載的多部高性能專業測量攝影相機，能360°無死角對違法土地相關數據采集及影像拍攝，能夠準確快速獲得第一手信息。因此，土地違法日常巡查中，通過該技術對違法土地影像數據高效準確采集，可有效降低人力物力和財力的投入，還可快捷方便地進行違法土地數據取證，再利用其3D建模技術及時分析所獲得的航拍影像數據后與原始測繪圖像進行比對，從而計算出違法使用或占用土地面積，為土地違法行為的行政處罰提供有力依據，進而對土地違法行為形成有效震懾，日常有效巡查使土地違法活動得到進一步遏制。

5 結束語

現階段，隨著無人機測繪技術的自動化、智能化、高效化以及綜合化程度不斷提高，無人機測繪技術成為為當前多種行業提供準確性高的測繪數據以及高效測繪技術的手段，利用無人機超強低空機動飛行快速準確獲取地面以及附屬物數據，憑借內部強大的數據分析和處理能力，真實、客觀、高效、準確地獲得測量數據。因此，在土地執法過程中無人機測繪技術的應用是比較理想的選擇，其低成本、高效率、全方位、大范圍及機動靈活等技術優勢，無論是對違法土地的日常巡查，還是進行違法土地面積測量，無人機測繪技術都能出色的完成。科學無止境，無人機深入研發在前行，無人機測繪技術也會不斷提升，更好地服務于社會。