（山東省物化探勘查院 山東濟(jì)南250013）

（山東省物化探勘查院 山東濟(jì)南250013）

無人機(jī)低空航空攝影測(cè)量技術(shù)具有先進(jìn)、靈活、成本低、反應(yīng)迅速、場(chǎng)地限制小、操作簡(jiǎn)易等特點(diǎn)，在地籍、地形測(cè)量領(lǐng)域中的應(yīng)用非常廣泛。本文將該技術(shù)運(yùn)用到了農(nóng)村土地確權(quán)這一工作中，在山東省濟(jì)寧市泗水縣的農(nóng)村土地承包經(jīng)營(yíng)權(quán)確權(quán)登記頒證工作中，通過無人機(jī)航空攝影測(cè)量與數(shù)字地形圖測(cè)量等方式獲取了作業(yè)數(shù)據(jù)，證明無人機(jī)技術(shù)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

土地承包經(jīng)營(yíng)權(quán)無人機(jī)航空攝影測(cè)量

無人機(jī)低空航空攝影測(cè)量技術(shù)是一種較為先進(jìn)的技術(shù)，它利用無人機(jī)搭載高精度數(shù)碼相機(jī)進(jìn)行低空狀態(tài)攝影，并借助GPS等輔助設(shè)施進(jìn)行坐標(biāo)定位和影像校正。運(yùn)用該技術(shù)所獲取的高分辨率影像能夠幫助作業(yè)地區(qū)獲得充足的地理信息數(shù)據(jù)，通過充分利用這些數(shù)據(jù)可以優(yōu)質(zhì)高效、省時(shí)省力的完成農(nóng)村集體土地承包經(jīng)營(yíng)權(quán)的確權(quán)登記頒證工作。

1 無人機(jī)航拍攝影的精度要求分析

1.1 精度要求

無人機(jī)技術(shù)相比于傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)具有速度快、反應(yīng)靈活、成本低等特點(diǎn)，應(yīng)用到對(duì)土地確權(quán)地塊分布的測(cè)量中，其優(yōu)勢(shì)更加明顯。但同時(shí)確權(quán)工作對(duì)航空攝影測(cè)量的精度要求也相當(dāng)之高。根據(jù)我國(guó)《農(nóng)村土地承包經(jīng)營(yíng)權(quán)調(diào)查規(guī)程》中的規(guī)定，農(nóng)村土地承包經(jīng)營(yíng)權(quán)的確權(quán)登記頒證工作應(yīng)該使用1:500~1:5000比例尺范圍內(nèi)的地形圖作為確權(quán)工作底圖，而DOM地物點(diǎn)與其相對(duì)實(shí)地同名點(diǎn)點(diǎn)位中誤差也不應(yīng)該大于表1的規(guī)定。而在實(shí)際工作中，我們多采用1:2000比例尺地形圖，點(diǎn)位中誤差不大于1m。

表1 基于無人機(jī)航拍攝影測(cè)量技術(shù)的影像成果平面位置精度指標(biāo)數(shù)據(jù)表

1.2 實(shí)施條件

無人機(jī)低空航空攝影測(cè)量可以廣泛適用于平原、丘陵和某些地勢(shì)起伏不太大的山地地形，一般這種地形也是傳統(tǒng)航攝所無法有效獲取大比例尺高精度測(cè)量成果的。通常無人機(jī)航空攝影平臺(tái)工作高度只需要高于地面最高障礙物100~200米即可。如果項(xiàng)目實(shí)施地區(qū)的地勢(shì)相對(duì)平坦，則可以與傳統(tǒng)航拍運(yùn)用同樣的方法，根據(jù)相機(jī)焦距和所需成果的比例尺來進(jìn)行航高和航線規(guī)劃。因此在較為平坦的地勢(shì)中航拍還是更容易設(shè)計(jì)無人機(jī)的飛行航線。

2 泗水縣土地承包經(jīng)營(yíng)權(quán)確權(quán)登記頒證工作無人機(jī)航拍實(shí)例分析

從技術(shù)角度來講，無人機(jī)低空攝影測(cè)量更適合于大比例地形圖的測(cè)繪工作，尤其是在農(nóng)村土地承包經(jīng)營(yíng)權(quán)的確權(quán)登記工作中使用最為廣泛。本文以泗水縣的土地承包經(jīng)營(yíng)權(quán)確權(quán)登記頒證項(xiàng)目為例，探討了無人機(jī)技術(shù)在該項(xiàng)目中的具體應(yīng)用技術(shù)流程，證明無人機(jī)航拍攝影技術(shù)在成果比例尺與精度方面能夠充分滿足上述工作的需求。

2.1 泗水縣測(cè)區(qū)概況介紹

泗水縣位于山東省中南部的濟(jì)寧市，縣境內(nèi)東西最大橫距46公里、南北最大縱距為40.6公里，總面積達(dá)到1118.96平方公里。泗水縣內(nèi)擁有丘陵、河谷平地等地形，整體處于濟(jì)寧市中部偏西，濟(jì)河下游位置。

泗水縣屬于典型的暖溫帶季風(fēng)氣候，它的年平均氣溫在13.5℃，平均降水量超過760mm，全年日照百分率超過50%，相對(duì)濕度控制在65%~70%左右。全年無霜期達(dá)到200天，四季分明、氣候宜人，是著名的海岱明珠。

2.2 泗水縣土地承包經(jīng)營(yíng)權(quán)確權(quán)無人機(jī)航拍測(cè)量項(xiàng)目概述

泗水縣此次土地承包經(jīng)營(yíng)權(quán)確權(quán)頒證工作采用了先進(jìn)的無人機(jī)低空航空攝影測(cè)量技術(shù)，主要對(duì)濟(jì)寧市泗水縣四個(gè)鎮(zhèn)作業(yè)區(qū)范圍內(nèi)耕地進(jìn)行航拍與影像圖制作，該項(xiàng)目的工作內(nèi)容主要包括以下三項(xiàng)：

一是獲得泗水縣4個(gè)鎮(zhèn)內(nèi)的200余平方公里真彩色數(shù)碼照片。

二是獲得泗水縣4個(gè)鎮(zhèn)內(nèi)200余平方公里的正攝影像圖。

三是獲得泗水縣4個(gè)鎮(zhèn)內(nèi)200余平方公里的土地?cái)?shù)字線劃圖。

該次測(cè)量項(xiàng)目采用到了泗水縣4鎮(zhèn)的行政界限矢量文件[2]。

2.3 項(xiàng)目技術(shù)路線

根據(jù)相關(guān)規(guī)定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，本次無人機(jī)航空攝影測(cè)量應(yīng)用到了GPS實(shí)時(shí)定位技術(shù)、內(nèi)外業(yè)一體化測(cè)繪技術(shù)與航測(cè)數(shù)字化技術(shù)。這些技術(shù)都要根據(jù)測(cè)區(qū)的具體狀況來實(shí)施測(cè)繪，數(shù)字線劃圖所采用的比例為1:2000。測(cè)繪過程主要利用航測(cè)數(shù)字化技術(shù)，并結(jié)合GPS來建立高程測(cè)量基礎(chǔ)控制網(wǎng)，在航空攝影過程中獲取彩色影像，通過GPS技術(shù)輔助施測(cè)像控點(diǎn)。另外，還要運(yùn)用到inpho、ssk等全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)來實(shí)施航空三加密與數(shù)據(jù)采集工作。在這里，內(nèi)業(yè)測(cè)圖模塊會(huì)采集數(shù)據(jù)并生成圖形文件，而外業(yè)則根據(jù)內(nèi)業(yè)測(cè)繪的線劃圖來實(shí)現(xiàn)野外調(diào)繪操作，它的數(shù)字線劃圖制作比例尺同樣為1:2000。在本項(xiàng)目中，任何測(cè)量成果都應(yīng)該通過“三檢”檢查（自檢、互檢、專檢），且滿足項(xiàng)目精度要求，實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)量成果質(zhì)量的有效控制。在完成“三檢”后，提交泗水縣相關(guān)政府部門驗(yàn)收，在驗(yàn)收合格后對(duì)各項(xiàng)成果進(jìn)行分類整理并上交。

2.4 航空攝影測(cè)量分析

2.4.1 航攝飛機(jī)的選擇

航攝設(shè)備主要采用我單位自主研發(fā)的無人機(jī)航攝系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由飛行平臺(tái)、控制系統(tǒng)與尼康數(shù)碼相機(jī)3部分組成。這其中控制系統(tǒng)主要包括了機(jī)載飛行控制部分與地面監(jiān)控站部分。其中數(shù)碼相機(jī)部分主要技術(shù)參數(shù)為：像素3600萬、像元4.88μm和焦距35mm，它能夠確保攝影測(cè)量成果達(dá)到作業(yè)技術(shù)要求，并隨時(shí)對(duì)相機(jī)實(shí)施嚴(yán)格校驗(yàn)，其校驗(yàn)內(nèi)容包括對(duì)主點(diǎn)位置坐標(biāo)（x0,y0）、主距（f）以及光學(xué)畸變系數(shù)的測(cè)定。

2.4.2 航線設(shè)定

航線設(shè)定主要是按照常規(guī)方法敷設(shè)，確保其攝區(qū)邊界線與無人機(jī)的首末航線平行，同時(shí)也要敷設(shè)在攝區(qū)邊界線或邊界線外，確保攝區(qū)邊界實(shí)際覆蓋范圍不小于像幅度的30%。在實(shí)測(cè)像片控制點(diǎn)不影響內(nèi)業(yè)正常加密的狀況下，還要確保無人機(jī)拍攝超出攝區(qū)邊界線大于像幅的15%左右，此時(shí)就可以視為拍攝合格。考慮到無人機(jī)在飛行航線中的飛行姿態(tài)保持狀況，應(yīng)該相應(yīng)增加旁向重疊率確保其穩(wěn)定性。另外在高差相對(duì)較大區(qū)域應(yīng)該插補(bǔ)航線。

2.4.3 航拍實(shí)施

按照預(yù)先準(zhǔn)備好的航攝技術(shù)設(shè)計(jì)路線進(jìn)行航拍。在無人機(jī)起飛之前，對(duì)航攝儀做好基本程序檢查工作，保證相機(jī)的鏡頭、飛行控制系統(tǒng)與定向系統(tǒng)通電環(huán)節(jié)穩(wěn)定，同時(shí)保證數(shù)據(jù)硬盤與飛行管理軟件的工作正常，設(shè)備各項(xiàng)參數(shù)正常無誤后就可以起飛。

2.5 數(shù)字地形圖測(cè)量分析

泗水縣土地承包經(jīng)營(yíng)權(quán)確權(quán)數(shù)字地形圖測(cè)量采用了1:2000比例的數(shù)字地形圖，它的等高線基本等高距設(shè)定在2.5m，并為居民地內(nèi)等高線應(yīng)用了遮蓋技術(shù)確保其連續(xù)性。具體的測(cè)量工作包括以下2點(diǎn)。

2.5.1 像片的控制點(diǎn)測(cè)量

像片控制點(diǎn)起算點(diǎn)應(yīng)該以基本控制點(diǎn)為主，它的平面控制點(diǎn)與平高控制點(diǎn)相對(duì)鄰近基本控制點(diǎn)，且點(diǎn)位中誤差不超過數(shù)字地形圖圖上0.1mm，而高程控制點(diǎn)與平高控制點(diǎn)相對(duì)鄰近高程中誤差同樣不超過圖上0.1mm。

在確定好控制點(diǎn)后就要實(shí)施航測(cè)野外控制點(diǎn)布設(shè)。它的布設(shè)方案主要是在平高點(diǎn)按照區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)布設(shè)，其中航線數(shù)量不要超過6條，且每一條航線確保基線在12條以內(nèi)，而平高控制點(diǎn)的旁向跨度則不能超過4條航線，如圖1。

在圖1中，O就為平高點(diǎn)，b表示像片控制點(diǎn)，它依據(jù)全野外布點(diǎn)方案來嚴(yán)格執(zhí)行。當(dāng)像控結(jié)束以后，就要根據(jù)上交測(cè)區(qū)范圍來實(shí)現(xiàn)內(nèi)像控點(diǎn)的數(shù)據(jù)資料、像片與技術(shù)匯總，并在像控片中明確控制點(diǎn)與附點(diǎn)位置略圖。

2.5.2 無人機(jī)航測(cè)內(nèi)業(yè)測(cè)圖

利用空三加密方法來對(duì)區(qū)域內(nèi)拍攝網(wǎng)平差進(jìn)行全過程文件計(jì)算，并為所拍攝的航片進(jìn)行加密，確定其方位元素值，保證加密成果與檢查點(diǎn)較差文件。再者，要采用空三導(dǎo)入的方法來繪制航測(cè)內(nèi)業(yè)測(cè)圖。泗水縣的平地、丘陵地在絕對(duì)定向平面對(duì)點(diǎn)誤差上不會(huì)超過1.5m，山地則不超過2m。所以按照平面對(duì)點(diǎn)誤差進(jìn)行配賦，確保誤差大致相等且誤差方向成對(duì)相反。在定向點(diǎn)殘余誤差改為最小后，確保丘陵地區(qū)的高程不大于0.8m。

圖1 無人機(jī)航攝布點(diǎn)方案示意圖

最后是提交加密控制點(diǎn)電子版成果，其中包括1:2000比例的標(biāo)準(zhǔn)分幅正射影像圖數(shù)據(jù)光盤、項(xiàng)目技術(shù)總結(jié)電子版和質(zhì)檢報(bào)告電子版各一份。在航拍攝影工作結(jié)束后就可以開始泗水縣土地承包經(jīng)營(yíng)權(quán)確權(quán)登記的調(diào)查工作。

3 總結(jié)

本文所介紹的農(nóng)村土地承包經(jīng)營(yíng)權(quán)確權(quán)登記頒證工作關(guān)乎國(guó)計(jì)民生，所以在工作中采用優(yōu)勢(shì)明顯的無人機(jī)航測(cè)技術(shù)更有利于滿足農(nóng)村客戶的現(xiàn)實(shí)需求。同時(shí)它也為測(cè)繪部門降低了測(cè)繪技術(shù)生產(chǎn)成本，為農(nóng)村土地承包經(jīng)營(yíng)權(quán)以及整個(gè)不動(dòng)產(chǎn)確權(quán)工作打通了良好的技術(shù)通道。

[1]胡龍華,王向忠,崔貴彥.北斗高精度無人機(jī)航測(cè)技術(shù)在農(nóng)村土地承包經(jīng)營(yíng)權(quán)確權(quán)項(xiàng)目中的應(yīng)用 [J].測(cè)繪通報(bào),2016(25):33-34.

[2]任志勇.論農(nóng)村土地承包經(jīng)營(yíng)權(quán)確權(quán)登記 [J].華北國(guó)土資源,2016(14):20.

無人機(jī)低空航空攝影測(cè)量在土地承包經(jīng)營(yíng)權(quán)確權(quán)工作中的應(yīng)用

■王岳

P2[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-10-175-1