索高宇

摘要：農(nóng)村土地確權(quán)是一項復(fù)雜而重要的任務(wù)，本文利用無人機對八百余畝土地進行航空攝影測量，得到數(shù)字地表模型（DSM）以及數(shù)字正射影像（DOM）。通過將地塊矢量文件以及數(shù)字正射影像進行疊加，將承包地塊的空間分布及面積大小直觀地展現(xiàn)給承包人，有利于承包人后期針對土地進行抵押貸款以及農(nóng)業(yè)投保。航空攝影測量中的誤差為0.076m，滿足土地確權(quán)的精度要求。

關(guān)鍵詞：無人機；土地確權(quán)；航空攝影測量；正射影像

1.引言

我國耕地面積較大，但人均耕地面積卻很小，空間分布不均勻，且存在承包不清、位置不明、面積不準等問題。通過土地確權(quán)登記，可以明確農(nóng)村土地承包經(jīng)營關(guān)系、強化農(nóng)戶對自身土地經(jīng)營權(quán)的保護。有利于農(nóng)戶對自身土地進行農(nóng)業(yè)投保及抵押貸款業(yè)務(wù)，促進農(nóng)村的經(jīng)濟發(fā)展。傳統(tǒng)的農(nóng)村土地確權(quán)受到地形、天氣等影響。外業(yè)測繪及調(diào)繪相當(dāng)困難，效率低、成本高、精度不好控制。無人機航測技術(shù)是一種新興的測繪技術(shù)，具有快速高效、機動靈活、作業(yè)成本低等優(yōu)點[1]。本文通過對安徽定遠縣池河鎮(zhèn)約八百余畝耕地進行土地確權(quán)，簡述無人機航測技術(shù)在土地確權(quán)中的應(yīng)用。

2.航空攝影測量

2.1基本原理

航空攝影測量指的是以飛機作為飛行平臺，在上面搭載航攝設(shè)備。飛機在按照一定的航線進行飛行時，所搭載的航攝設(shè)備進行垂直攝影，獲得遙感影像，結(jié)合地面控制點測量、調(diào)繪及立體測繪等步驟，產(chǎn)出不同格式地形圖產(chǎn)品的作業(yè)。航空攝影測量主要包括航測外野和數(shù)據(jù)處理內(nèi)業(yè)兩部分，外業(yè)主要包含航攝獲取遙感影像、像控點的測量、航線布置、野外調(diào)繪等。內(nèi)業(yè)包含了影像拼接、空三加密、地形圖編輯等[2-3]。

2.2無人機航空攝影測量作業(yè)流程

本項目利用Phantom 4 RTK無人機對耕地進行無人機航測，后期通過航測外業(yè)和內(nèi)業(yè)等數(shù)據(jù)處理，最終得到無人機航測正射影像，以及相應(yīng)的確權(quán)數(shù)據(jù)，具體的技術(shù)路線見圖1。

3.無人機航測

3.1飛行平臺

池河鎮(zhèn)位于定遠縣，水稻面積種植較為廣泛。結(jié)合當(dāng)?shù)氐乩憝h(huán)境及其后特點本次土地確權(quán)采用Phantom 4 RTK無人機進行航空攝影測量，其飛行器主要性能見表1所示，航測相機參數(shù)見表2所示。

3.2航測外業(yè)

本項目完成安徽省定遠縣池河鎮(zhèn)約800余畝水稻的航空攝影測量，航向重疊設(shè)置為70%，旁向重疊設(shè)置為60%，飛行高度設(shè)置為100m，飛行速度約7m/s。航測面積約800畝，分兩架次進行，航測時間約40min，平均地面分辨率為2.95cm。

像片控制點位置選?。翰荚O(shè)像控點常用的兩種方法。一種是航飛前預(yù)先放置航射標志，尺寸要達到地面分辨率的5倍～10倍。采用反差大的顏色或者是在現(xiàn)場采用涂抹油漆撒石灰的方法進行標記。另一種是航拍后布控的方案，在測區(qū)內(nèi)按照要求均勻選擇點位，這些點位需在影像上特征明顯、紋理清晰處布設(shè)。本次航測采用先航拍，后布點的方案。像控點的測量根據(jù)GB 7931-2008《1∶500 1∶1000 1∶2000地形圖航空攝影測量外業(yè)規(guī)范》，本次航測共測量15個像控點，用RTK對像控點進行測量，平面精度不超過10cm[4]。

3.3航測數(shù)據(jù)處理

3.3.1數(shù)據(jù)準備

需要準備無人機航測的原始照片，兩次航測共獲取到航測330張JPG影像。航測影像的POS數(shù)據(jù)、地面像控點的位置文件等。

3.3.2 POS技術(shù)輔助空三加密

本次無人機航測影像用PIX4D軟件進行拼接，簡歷項目、導(dǎo)入影像以及POS數(shù)據(jù)，利用POS技術(shù)來輔助自動空中三角測量，將航測空三加密過程中對外業(yè)控制點的依賴降到了最低，大大減少了人工作業(yè)的步驟和作業(yè)時間，同時滿足規(guī)范精度要求，不但提高了內(nèi)業(yè)作業(yè)的效率，降低作業(yè)成本而且縮短了航測作業(yè)成圖的整個周期的時間[5]。

3.3.3 PIX4D mapper數(shù)據(jù)處理

PIX4D mapper是瑞士PIX4D公司研發(fā)出的無人機處理處理軟件。

其處理數(shù)據(jù)的大致流程為：①建立項目；②導(dǎo)入無人機航測影像以及POS數(shù)據(jù)；③導(dǎo)入像控點文件；④按照自身需求設(shè)置相關(guān)參數(shù)；⑤全自動處理（包含DSM、DOM、空三加密）；⑥地理信息產(chǎn)品輸出，輸入的地理信息產(chǎn)品均可被主流遙感軟件識別[6-7]。

3.3.4 DOM和DSM成果

本次項目處理采用PIX4D mapper航測軟件進行數(shù)據(jù)處理，將兩次航測數(shù)據(jù)進行分別處理后進行合并，生成的地理信息成果有數(shù)字正射影像（DOM）如圖2所示、數(shù)字地表模型（DSM）。

數(shù)字地表模型（digital surface model，DSM）是一個非常重要的地理信息產(chǎn)品品，基于DSM可以進一步編輯、處理制作DEM、DOM、DLG等。DSM展示了真實地表的地面起伏情況，也可直接應(yīng)用于各行各業(yè)，如電力行業(yè)監(jiān)測植被生長對電力線的安全影響、軍事上導(dǎo)彈制導(dǎo)障礙物監(jiān)測、林業(yè)監(jiān)測森林生長情況等[8]。

數(shù)字正射影像（DOM）精度高、信息豐富、直觀逼真、獲取快捷等優(yōu)點，可作為地圖分析背景控制信息，也可從中提取自然資源和社會經(jīng)濟發(fā)展的歷史信息或最新信息，為防治災(zāi)害和公共設(shè)施建設(shè)規(guī)劃等應(yīng)用提供可靠依據(jù)；還可從中提取和派生新的信息，實現(xiàn)地圖的修測更新。評價其他數(shù)據(jù)的精度、現(xiàn)實性和完整性都很優(yōu)良，見圖2。

3.4確權(quán)底圖制作

此次無人機航測獲取到的DOM數(shù)據(jù)平均地面分辨率（GSD）達到了2.95cm，無需專業(yè)知識，可通過肉眼觀察判定承包地塊、道路、田埂、水系、居民地等地物。易于判讀和標注權(quán)屬界線，可以直接作為工作底圖進行承包經(jīng)營權(quán)確權(quán)權(quán)屬調(diào)查。

利用無人機航測得到的DOM，來制作農(nóng)村土承包經(jīng)營的工作底圖。

具體的內(nèi)容包括：①地塊界線；②地塊面積；③承包人姓名。利用ArcGIS10.4軟件對數(shù)字正射影像進行矢量化采集[9]，將地塊界限繪制出來并標注承包人姓名、地塊面積、地塊編號，由正射影像與矢量數(shù)據(jù)疊加制作1∶2000比例尺確權(quán)底圖，局部成果示意圖如圖3所示。

3.5無人機正射影像精度分析

為了便于驗證無人機航空攝影測量的精度，在布設(shè)像控點的同時又布設(shè)了15個檢查點[10-11]，并精準測量其坐標，在已經(jīng)成圖的基礎(chǔ)上記錄監(jiān)測點的平面坐標。參照《1∶500 1∶1000 1∶2000地形圖航空攝影測量內(nèi)業(yè)規(guī)范》中的精度要求，進行精度驗證，如表3所示。

經(jīng)過計算分析，無人機航空攝影測量平面中誤差為0.076m，滿足農(nóng)村土地確權(quán)的精度要求。

4.結(jié)束語

此次無人機航空攝影測量飛行高度低，速度快，面積廣。可以獲取到數(shù)字地表模型（DSM）以及分辨率為2.95cm的數(shù)字正射影像（DOM），可以清晰地分辨地塊邊界及其他地物。滿足精度要求的同時大大縮短了項目周期，降低了勞動成本。在確權(quán)底圖制作當(dāng)中，數(shù)字正射影像與農(nóng)村地塊矢量數(shù)據(jù)相互疊加，能夠?qū)⒋_權(quán)的結(jié)果直觀地展現(xiàn)給承包人。地塊的空間分布、面積大小在圖面就能做出準確的判定，便于承包人對確權(quán)法律文件的確認工作。對承包人對土地進行抵押貸款及農(nóng)業(yè)投保有較大的幫助，航空攝影測量的中誤差為0.076m，完全滿足農(nóng)村土地確權(quán)的精度要求。

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