無人機遙感在農村土地確權中的應用優化

摘要：農村土地確權對保障農民權益、優化資源配置等意義重大。無人機遙感憑借低空高分辨率影像采集能力，通過航線規劃、影像預處理、空中三角測量等技術，獲取高精度空間數據，實現地塊邊界精準勾繪與權屬判定，提升確權效率與動態管理能力。當前，土地確權面臨權屬復雜、動態監測難等問題，無人機技術在地形適應性、數據處理等方面亦有局限，需優化設備性能、升級算法、完善標準，以推動其在農村土地確權中更高效應用，助力鄉村振興。

關鍵詞：無人機遙感；農村土地確權；空中三角測量；影像預處理；正射影像

無人機遙感借助搭載多種傳感器獲取農村土地高分辨率影像，結合影像預處理、空中三角測量和正射校正技術，獲取高精度空間數據，用于地塊邊界勾繪及權屬判定。該技術適應多種地形和作業需求，廣泛應用于土地確權測繪流程，推動數據獲取自動化與信息提取精細化。

1 農村耕地確權的重要性

1.1 明晰土地權屬關系，保障農民財產權益

農村耕地確權是通過法定程序對土地所有權、承包權、經營權進行精準界定，以法律文書形式明確土地權屬主體及其權利范圍。通過測繪技術精準標定界址點坐標，建立包含權利人信息、地塊空間位置、面積等要素的數字化權屬檔案，使農民對耕地的占有、使用、收益權獲得物權化保護。確權登記成果成為權益主張的直接法律依據，為農民通過土地抵押融資、入股經營等方式實現財產性收入增長奠定制度基礎。

1.2 優化土地資源配置，推動農業規模化經營

耕地確權通過明確地塊權屬邊界與面積，為土地流轉市場提供標準化交易單元。經營主體可依據確權登記的合法權益證明，通過轉包、出租、互換、轉讓等方式實現土地經營權有序流轉，促進耕地向專業大戶、家庭農場、農民專業合作社等新型農業經營主體集中。確權后的土地資產價值得以量化，為發展土地股份合作制、構建“三權分置”制度體系提供了產權基礎，推動形成“田成方、路相通、渠相連”的現代農業生產格局。

1.3 強化耕地保護制度，筑牢國家糧食安全根基

農村耕地確權通過建立全覆蓋的耕地檔案數據庫，實現了對每一塊耕地的精準定位與動態監測。借助地理信息系統（GIS）、衛星遙感等技術手段，可實時掌握耕地用途變化情況，及時發現和遏制耕地“非農化”“非糧化”行為。確權過程中對耕地質量等級的評定與登記，為實施耕地質量保護與提升行動提供了科學依據，促使地方政府和經營主體切實履行耕地保護責任。通過明確耕地保護的責任主體與獎懲機制，將耕地保護從抽象的政策要求轉化為具體的產權約束，確保1.2億hm2耕地紅線落地生根。

1.4 完善鄉村治理體系，促進農村社會和諧穩定

農村耕地確權以法律為準繩、以技術為支撐，通過公開透明的調查、測量、公示程序，將土地權屬爭議解決在基層和萌芽狀態。確權過程中建立的權屬爭議調解機制，為農民提供了制度化的利益表達渠道，有效減少了因土地問題引發的信訪案件數量。確權登記成果為農村集體產權制度改革、宅基地制度改革等提供了基礎數據支撐，推動農村集體資產清產核資、成員身份確認等工作順利開展[1]。清晰的產權結構有助于規范農村集體與農戶、農戶與農戶之間的經濟關系，提升鄉村治理的法治化、科學化水平，營造公平正義、安定有序的農村社會環境。

1.5 賦能農業現代化發展，提升產業競爭力

現代農業的發展依賴于精準化管理與信息化服務。農村耕地確權形成的高精度空間數據，是智慧農業、數字鄉村建設的基礎地理信息底座。通過將確權數據與土壤墑情監測、氣象預警、病蟲害防治等系統對接，可實現農業生產的精準決策與智能調控。例如，基于地塊權屬信息和土壤質量數據，制定差異化的施肥、灌溉方案，提高資源利用效率；利用確權數據庫中的經營主體信息，定向推送農業技術培訓、市場行情等服務信息，增強農業生產的組織化程度。此外，確權后的耕地可作為獨立的生產單元參與市場競爭，經營主體通過品牌化運營、產業鏈延伸提升農產品附加值，推動農業從傳統生產型向現代經營型轉變，提升我國農業的國際競爭力。

2 無人機遙感在農村土地確權中的重要性

2.1 實現土地權屬空間信息精準化

無人機遙感借助低空高分辨率影像采集，獲取涵蓋土地邊界、地物屬性及地形起伏的多維空間數據，厘米級分辨率影像能清晰辨認田壟、界樁等地表界址標識，結合攝影測量共線方程構建的三維立體模型，實現權屬界址點平面坐標與高程值的毫米級精度測定。基于光譜反射特性差異，可有效區分耕地、園地、宅基地等不同地類的電磁輻射特征，為土地用途分類與權屬性質判定提供量化依據，生成的數字正射影像與數字線劃地圖直接作為確權登記的空間基準，保障地塊面積量算、邊界勾繪的準確性，避免因傳統勘測手段精度不足引發的權屬爭議[2]。

2.2 推動確權作業流程高效化

無人機遙感系統依托模塊化設計與自動化控制能力，大幅縮短外業作業周期，固定翼平臺單次航測可覆蓋大規模區域，多旋翼機型針對碎片化地塊能靈活補測，搭配地面站實時數據回傳功能，外業人員可同步核查影像質量與邊界識別效果，降低返工率。內業處理環節經過影像自動空三加密、批量正射糾正及智能矢量化算法，顯著減少人工解譯與數據編輯工作量，相比傳統全站儀逐點實測模式，作業效率提升數倍，特別適用于時間緊、任務重的農村土地集中確權項目，為快速完成全域權屬調查提供技術支持。

2.3 賦能土地資源管理動態化

無人機遙感的多時相監測能力可捕捉土地利用變化軌跡，不期影像光譜特征差異分析，實時預警耕地“非農化”、宅基地擴張等動態變化，基于遙感數據構建的土地確權數據庫支持屬性與空間信息實時更新，確保確權成果與實際土地狀態同步，為土地流轉、征收補償等后續管理提供現勢性數據。在權屬糾紛處理中，歷史影像序列可作為時空證據鏈，追溯地塊邊界演變過程，輔助行政部門厘清權屬變更脈絡，結合地理信息系統（GIS）空間統計功能，能生成土地權屬分布專題圖，為鄉村規劃、產業布局提供決策依據，推動農村土地資源精細化管理與可持續利用。

3 農村土地確權中面臨的問題

3.1 土地權屬關系復雜性與歷史遺留爭議

農村土地權屬歷經多輪政策調整，存在承包經營權繼承分割不明確、宅基地跨代權屬變更登記滯后等問題。部分地塊因長期撂荒導致界址標識滅失，相鄰農戶對田埂、溝渠等共有邊界的劃定存在認知分歧。歷史形成的“飛地”“插花地”現象，使跨村、跨組土地權屬交叉問題突出，加之早期手工繪制的權屬檔案存在坐標標注模糊、面積量算誤差較大等缺陷，導致確權時難以僅憑現有資料準確界定權屬邊界，需耗費大量人力物力開展實地勘測與農戶走訪核查。

3.2 土地利用類型動態變化監測難度大

農業生產結構調整背景下，耕地“非糧化”趨勢顯著，部分地塊頻繁轉換用途（如耕地改果園、設施農業用地等），且臨時性搭建物（如養殖大棚、田間看護房）的建設缺乏規范審批流程，導致地類認定與權屬性質判定存在爭議。此外，農村宅基地超面積建設、一戶多宅等違規現象普遍，部分建筑因未納入早期確權范圍，在現行政策下難以界定合法屬性，需結合土地利用總體規劃與村莊規劃進行分類處置，增加了確權工作的政策執行難度與技術復雜性。

3.3 政策執行標準與技術應用適配性矛盾

現行土地確權技術規范對不同地形區的測繪精度要求存在差異，但部分地區在丘陵、山地等復雜地貌區仍采用平原地區的作業標準，導致界址點高程誤差超出允許范圍。傳統全站儀實測方法雖精度較高，但在碎片化地塊集中區域作業效率低下，而無人機遙感技術受天氣條件（如大風、陰雨）限制明顯，且影像解譯依賴人工經驗，在植被茂密區域易出現地物遮擋導致的邊界誤判。此外，部分基層單位缺乏專業技術人才，難以有效運用GIS空間分析、數據庫管理等信息化工具，導致確權成果的動態更新與長效管理機制難以落實。

4 無人機遙感在農村土地確權中的應用

固定翼無人機搭載遙感傳感器采集農村土地影像，按地形規劃航線并確定航高、重疊度等參數。采集后采用中值濾波與小波變換結合的方法預處理影像，再采用有理多項式系數模型開展空中三角測量，獲取土地坐標與高程，進而制作數字高程模型（DEM）、數字正射影像（DOM）、數字線劃地圖（DLG），完成土地確權測繪工作。

4.1 土地確權測繪中的無人機航線規劃設計

在農村土地確權測繪中，無人機航線規劃設計旨在保障遙感影像完整與精度，需綜合遙感影像重疊度、飛行高度、拍攝時間和飛行時長等因素設定，航線設計要求在太陽高度角較高、陰影影響小的時段采集遙感影像。根據不同地形條件，要滿足太陽高度角和陰影倍數的對應關系（見表1），以此降低光照角度導致的影像畸變，地面采樣距離（GSD）和無人機航高H的關系公式：

進行計算，其中，f為傳感器焦距，a為像元尺寸。依據GSD可求出相對航高，再結合地形高程數據獲得絕對航高。航向間隔和航線間隔分別以遙感傳感器的成像幅寬、影像重疊度及拍攝間隔為依據，以下公式計算：

其中，Bx為航線方向（縱向）的等距拍攝間隔，By為垂直航線方向（橫線）的航線間隔；Ax為縱向像幅尺寸，Ay為橫向像幅尺寸；px、py分別為航向和旁向重疊度。航攝區域分割要求邊界與圖廓線一致，確保影像拼接與幾何校正的連續性。

4.2 土地遙感影像預處理

采集的遙感影像要做系統預處理，增強影像清晰度和紋理細節，減少噪聲干擾，處理流程含小波變換、中值濾波和自適應閾值處理[3]。先將影像進行三層二維小波分解，得到不同頻率子帶影像；再對低頻子帶影像用鄰域平均法平滑處理，令原始灰度為

w（j，k），其輸出為：

其中，η為調整因子，A為鄰域像素集合。鄰域定義為：

，

經過超限鄰域平均法降低圖像模糊程度，其表達式為：

步驟三對高頻子帶進行中值濾波處理，采用局部能量判別法識別脈沖噪聲，局部能量計算為：

其中，U為局部均值，E1與E2表示兩種方向的能量，使用公式構建分別對稱的鄰域。局部能量閾值為：

其中，α為常數，M為窗口內像素點數。步驟四對高頻子帶實施自適應小波閾值去噪，閾值計算為：

其中，s為分解層，i=1，2，3表示子帶編號，σ為噪聲標準差。采用小波軟閾值函數進行去噪：

最后，對高頻子帶進行系數增強后實施小波逆變換，恢復空間域影像，得到預處理后的遙感圖像。

4.3 無人機遙感影像空中三角測量法

空中三角測量過程中采用有理多項式系數（RPC）模型將遙感影像點（r，c與地面點三維坐標（X，Y，Z）建立轉換關系，形式為：

其中，qi（X，Y，Z）是以X，Y，Z為自變量的20項三次多項式：

為實現模型的標準化處理，需對坐標進行平移和縮放變換：

使用上述轉換獲取對應實地位置與高程數據，依據提取的坐標信息構建數字高程模型（DEM），接著進行數字正射校正和數字圖像拼接，生成高精度DOM。按1∶500比例圖制作DLG，經過空三解算的核線重采樣建立立體像對，借助立體測圖系統（像FeatureOne）設定成圖比例尺，運用人工交互方式（手輪、腳盤）完成地物圖形的數字化測繪，實現土地確權測繪所需的圖形輸出與數據生成。

5 結語

無人機遙感因成本低、效率高、精度高等優勢，在農村土地確權中達成空間信息精準化、作業流程高效化和資源管理動態化，不過硬件環境適應性、數據處理、作業規范等問題限制其應用效能。今后要優化設備性能、升級數據處理算法、完善行業標準，提高無人機遙感在農村土地確權中的應用水平，為鄉村振興提供有力數據支撐。

參考文獻

[1] 李朝旭.無人機遙感影像在土地確權測繪中的應用[J].北京測繪，2023，37（5）：751-755.

[2] 路海豐，王洪梅，范更有.無人機遙感技術在農村土地承包經營權確權登記工作中的應用[J].科技展望，2014（17）：43.

[3] 索高宇.無人機航測在農村土地確權中的應用[J].西部資源，2020（5）：123-125.