土地綜合整治中運用無人機航測技術的實踐探究

季霞，李濤

（臨沂市自然資源和規劃局測繪院，山東 臨沂 276000）

無人機航測技術是飛機遙感技術、衛星遙感技術之后研發出的一種可測量空間數據的新型航空遙感技術。當前，該技術被應用于多個領域，尤其是在應急測繪、自然資源監測等工作中，更具推動作用。通過應用無人機航測技術，可實現影像的快速傳輸，且擁有較高的分辨率與靈活程度，為土地綜合整治提供可靠技術支持。

1 無人機航測技術發展現狀

我國發展無人機航測技術的時間較短，20 世紀后期才開始對技術進行研究。起初工作人員僅能夠了解最為初級的技術，因此在技術應用時面臨較多問題。比如，最早的無人機不具備自動駕駛功能，需采取人工操作的形式為無人機導航，且當時相機技術未得到大范圍普及，只能將膠片相機安裝于無人機上，增大數據收集與后期處理難度。

隨著科技的發展，無人機航測技術也得到相應的完善。21 世紀初期，數碼相機被研發，為我國技術的發展奠定扎實基礎，在實際操作中，通過應用無人機航測技術，可高質量完成多項難度較大的測繪工作，還能夠處理一些突發事件。2010 年，該技術已逐漸精確化、專業化，在此基礎上，搭配多元先進技術，實現數據的實時、可靠傳輸，并大幅提高監測效率與全面性。此后，無人機航測技術的測量設備不斷完善，逐漸形成系統性的工作程序，促使航測規模得到顯著擴大。直至2017 年，在國家的大力支持下，這一技術被應用于國家工程方面，同時，技術自身的應急服務能力、應急突發狀況能力也不斷增強。現如今，該技術已逐漸向我國軍用無人機遙感技術看齊，而軍用無人機系統被廣泛應用于測繪工作中，當突發火災、水災時，可立即調用，并對災害地區進行航測。

無人機航測技術也是土地綜合整治項目中應用最為頻繁的技術類型之一，由于工程量大、跨度廣，尤其是鄉村地區，其路網表現出復雜性的特點，不利于土地整治工作的順利開展與實施。對此，需借助無人機航測技術，全方位核查、驗收土地整治工作完成程度，同時，還能保證各項驗收工作的有序進行。這是因為，復雜路況交通、地形地貌等因素不會對無人機航測造成較大影響，且能夠以最快時間完成土地整治區域的測量作業，在此過程中，獲取到高清的影像資源以及各類數據，為土地整治人員提供可靠、完整數據支持，確保其能夠盡快了解當地實際情況，并針對性地制定整治方案，以此提高土地整治效率以及質量。

2 無人機航測技術應用優勢

無人機航測技術具有極高的實用性，且操作便捷，能夠獲得較為準確的測量結果。開展土地綜合整治工作時，合理、科學應用該技術，可保證整治作業高效率、高質量進行，并明確整治過程中存在的不足及問題，結合測繪結果以及現場實際情況制定可行的修正方案，有助于緩解土地管理人員的工作壓力，技術應用優勢主要表現為三方面。

（1）無人機技術的操作便利，對起飛、降落環境的要求不高，只需保證地勢平坦即可，同時，無人機測繪過程中，工作人員可通過遙控與監管達到航空測量的目的，不需投入駕駛人員，降低航拍影像期間安全事故的發生。無人機整體規格較小，因此，不需消耗大量升降時間，一般為2min 左右，極大程度地提高測繪效率。

（2）土地綜合整治作業時，所使用的無人機搭配高分辨率數碼相機，與此同時，又裝載GPS-RTK 技術，賦予無人機更高性能，能夠檢測工作人員不易到達的工作場所，從真正意義上突破傳統勘測技術的應用局限。無人機航測技術的應用可使無人機操作人員直觀獲取無人機航拍圖像與數據資料，且在測繪人員第一時間準確定位像控點后，再依托于處理軟件，有助于測繪精度的進一步提高。此外，通過應用無人機航測技術，可實時、全方位觀察未被開發地區的環境情況，并深入了解正處于建設、整治階段的土地，對各項工作的開展加以全過程監管，確保土地綜合整治項目嚴格按照最初規劃設計進行，還能有效掌握項目作業量以及具體施工情況，以保證土地整治滿足相關要求。

（3）技術的應用可從根本上保護生態環境，在不對土地進行破壞的情況下，也可實現對各區域的測量，同時，還能減少在測繪工程以及土地整治工程方面的投入，并獲得更為顯著的經濟效益。總而言之，無人機航測技術是土地綜合整治工程中最有效的測量方法，要求項目人員重視起該技術的合理應用，設計出可行的操作流程，以此發揮出技術本身優勢與價值，促使土地利用率得以提高，增強土地生產能力，為我國構建出更為優質的土地環境。

3 無人機航測技術的局限性

盡管無人機航測技術具有多方面的應用優勢，但在應用時，也表現出局限性。第一，需要測區附近有合適的起降場地。無人機的運行可測量一些險峻地區，且對于起飛環境要求不高，但卻需要保證地勢平坦，同時，還應為無人機起降創設良好且足夠的空間，通常來說，起降場的寬度需大于30m，長度為50m，若起降場不能達到這一要求，將會使無人機起飛、降落穩定性受到嚴重影響。為避免該問題的發生，無人機操作人員可借助彈簧裝置執行起飛作業，再使用降落傘回收。此外，為保證無人機測繪工作的有序、有效進行，應重視無人機飛行空域條件的優化，因此，很多技術人員會選用旋翼無人機來降低對場地的要求。第二，受天氣影響較大。相較于有人機，常見的無人機防護設備相對不齊全，定位定姿設備精度較低，動力偏弱，受天氣影響較大。為獲得更準確的測繪結果，嚴禁在大風、能見度低、有空中管制的情況下運行，若因特殊原因需在不良天氣條件下飛行，則需更為先進且高性能的計算機硬件來作為支撐。第三，適用場景受限。雖然無人機航測技術可達到土地測繪的目的，但并不能完全代替傳統的實地勘察工作，尤其是較為隱蔽的土地整治工程、水下工程等，這就需要工作人員下至現場，以保證勘察結果精準。

4 無人機技術在土地綜合整治中的實際運用

4.1 航線設計

設計無人機航線時，需嚴格按照以下標準進行，盡可能做到各項指標的結合。

科學結合航線與測區范圍、平均基準面，以保證無人機可在相同區域執行拍攝工作，并將高差控制在所設計航線高度的1/6 以下，測區航向重疊需始終大于65%。此外，還需對旋偏角以及像片傾角進行控制，前者需小于15°，而后者最大角度為5°。

4.2 前期踏勘

利用無人機執行土地測繪作業時，需做好前期各項準備工作，主要有待整治土地的地形地貌等相關資料收集、無人機和搭載的各項儀器設備的檢測、項目區紅線范圍的劃定等，為無人機作業創設良好且安全的作業環境。現場踏勘像控點設計點位的合理性，以保證無人機航測成果精度。一般情況下，現場踏勘時所使用的DOM底圖比例尺盡可能大于1:2000，為現場判讀工作提供可靠參考，同時，技術人員還需對測繪目標、范圍以及各項測繪標準與要求加以確定。

基于無人機航測技術可后處理獲得數字線劃圖、數字高程模型、數字正射影像圖，此外還可構建三維立體模型，可直觀呈現整治區域地形地物情況，確保線狀地物設計的合理性。其中，線狀地物主要有溝渠、路網、各類附屬設施等，在完整技術資料的支撐下，可提高土方量計算精準程度，為土地綜合整治項目提供可靠數據支持。與此同時，深層次分析踏勘階段測繪產品與后期各階段成果，以便于土地管理部門各項監管作業的執行，監管內容有各階段土方量、橋梁與溝渠的維護、路網建設、土地綜合整治項目變更等，規避項目作假不良行為的發生。此外，規劃設計、預算土地整治項目時，比如耕地整治后坡度、工程量計算等工作，均需依賴無人機航測生產的各類測繪產品進行。

4.3 航空攝影

當前無人機航測工作應用到多元且先進技術，包括航測技術、無人機技術等。實際作業時，將高清攝像機安裝于無人機上，能夠獲取、傳輸更為清晰的圖像，還可得到多方位拍攝視角。技術人員為待投入作業的無人機設置對面控制系統與飛行控制系統，在此基礎上，合理搭配多類別無人機系統，賦予無人機更高監測性能。此外，系統的科學結合極大程度地增強高清攝像機攝像頭的靈活性，并保證所拍攝影像圖片的全面性、準確度，還有助于地形層次與色彩層次清晰度的大幅提高。無人機航測技術可從根本上降低圖片與實際地形在色彩方面的差異性，確保獲得的圖像更具飽和度，為土地綜合整治工作的有序、有效開展提供可視化資料支持。整治過程中，工作人員可依托于采集的影像圖片對整治地區的完成進度進行驗收，以此提高土地綜合整治效率與質量。

4.4 數據收集

核查、驗收土地綜合整治項目時，工作人員可通過運行搭載多元技術與系統的無人機來實時獲取待整治地區的圖像，完成現場實際情況拍攝后，由無人機系統將所采集到的資料上傳給操作室，而技術人員則需對反饋回的圖像加以分析與處理。一般來說，會借助圖像處理加工軟件來增強圖像處理效果，并保證經過處理的圖像基本滿足土地整治項目需求。需要執行的處理作業包括圖像的拼接與加工，從而獲取到更為準確的坐標，并保證圖像片段的清晰度。執行驗收工作時，需先將圖像轉化為與土地真實情況相一致的圖像，轉化比例為1:2000，在此期間，應做好數據信息的收集工作，而土地整治人員則需依托于各項數據開展整治工作，實現對項目執行進度的清晰把握，在大量、可靠數據的支撐下，促使整治效率大幅提升。

4.5 應用評價

土地綜合整治項目作業期間，利用無人機自身帶有的航拍功能對比分析不同階段測繪成果，以此了解存在的問題，結合現場實際，制定科學且有效的彌補方案，同時，還需對項目整治進度加以合理調整。由控制室操作地面接收設備與遙感設備，以此實時接收無人機高清成像設備傳輸回的航拍影像，再利用數據處理系統PhotoScan等軟件生產出多元測繪產品，將更為清晰的圖件提供給土地整治人員。

一般來說，完成土地綜合整治工作后，需在第一時間組織專業人員對項目進行驗收，此時，可充分發揮無人機航測技術便捷性、高效性的優勢，依托于各類4D 測繪產品，得到極具高精度、全覆蓋的圖文資料，疊加分析各階段測繪產品，實現對設計環節、施工環節一致性的判斷，以保證項目竣工驗收工作有序、有效執行。此外，航測技術與測繪產品的應用，可規避工程量虛報、偷工減料等現象的發生，從根本上提高土地綜合整治工程質量。

5 結語

現如今，多元化信息技術與無人機技術廣泛應用于土地綜合整治工作中，在技術高便捷、高效率、長時間作業等優勢的支撐下，適應、滿足各地勢的測繪需求，同時，還能將土地整治成果加以直觀反映。但無人機航測技術在實際應用時，仍表現出局限性，需采取可靠的手段加以應對，以此發揮出技術應用價值，推動土地綜合整治工作高效率、高質量進行。