王紅軍

（東營(yíng)市墾利區(qū)行政審批服務(wù)局，山東東營(yíng) 257500）

0 引言

為促進(jìn)土地資源要素精準(zhǔn)高效配置，全面提高土地資源管理的集約化水平，近年來(lái)我國(guó)加快推進(jìn)土地資源管理信息化進(jìn)程，運(yùn)用多種先進(jìn)技術(shù)不斷改進(jìn)土地?cái)?shù)據(jù)采集、信息管理和資源管理，將GIS技術(shù)、RS技術(shù)、GPS技術(shù)、無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)等逐漸深化應(yīng)用。其中，無(wú)人機(jī)技術(shù)開創(chuàng)了一種新的應(yīng)用模式，與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方法相比，無(wú)人機(jī)因其靈活性、機(jī)動(dòng)性、操作方便、維護(hù)速度快、圖像空間分辨率高等優(yōu)點(diǎn)而受到青睞。

1 無(wú)人機(jī)航測(cè)系統(tǒng)的組成

隨著科學(xué)的發(fā)展，無(wú)人機(jī)的研發(fā)水平有了很大的提高，無(wú)人機(jī)也廣泛應(yīng)用于社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域。無(wú)人機(jī)航測(cè)在土地資源管理中的應(yīng)用不僅可以采集土地信息，還可以進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，對(duì)土地資源管理起到了積極的推動(dòng)作用。無(wú)人機(jī)航測(cè)系統(tǒng)用于土地資源管理，根據(jù)無(wú)人機(jī)攝像頭的功能，可以及時(shí)了解和采集監(jiān)控范圍內(nèi)的土地資源信息[1]。但是，在使用無(wú)人機(jī)進(jìn)行航測(cè)之前，需要充分了解氣候和地理?xiàng)l件，才能調(diào)整無(wú)人機(jī)的性能。此外，利用GPS定位對(duì)相關(guān)位置的土地資源信息進(jìn)行航測(cè)，收集相關(guān)影像數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，將處理結(jié)果生成為高分辨率的DOM數(shù)據(jù)。此外，DOM數(shù)據(jù)生成后，與前次航測(cè)影像數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，具體了解土地利用、土地規(guī)劃、地面審批、監(jiān)測(cè)點(diǎn)土地供應(yīng)等情況，滿足土地資源管理要求。無(wú)人機(jī)航測(cè)系統(tǒng)主要由飛控系統(tǒng)、地面站系統(tǒng)和航測(cè)系統(tǒng)3部分組成。

1.1 飛控系統(tǒng)

飛控系統(tǒng)的主要功能是控制無(wú)人機(jī)、航測(cè)相機(jī)等測(cè)量設(shè)備。低空航測(cè)無(wú)人機(jī)的基本性能要求為：總載重≥2kg，續(xù)航≥1.5h，巡航速度60~160km/h，航測(cè)器材倉(cāng)尺寸≥0.25m（L）×0.2m（W）×0.25m（H），抗風(fēng)能力高于4級(jí)。

1.2 地面站控制系統(tǒng)

地面站控制系統(tǒng)安裝在操作員的筆記本電腦上，并通過(guò)數(shù)字無(wú)線電與飛機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行通信。執(zhí)行航測(cè)任務(wù)時(shí)，地控軟件可以動(dòng)態(tài)可視化地顯示航測(cè)區(qū)域的電子地圖，同時(shí)可以根據(jù)航測(cè)實(shí)時(shí)跟蹤飛行器的飛行軌跡、位置和航向等特征參數(shù)，對(duì)采集的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行管理。此外，地面站操作人員可以通過(guò)改變路線規(guī)劃、修正軌跡等技術(shù)手段，控制無(wú)人機(jī)執(zhí)行航測(cè)任務(wù)。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對(duì)無(wú)人機(jī)獲取的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，通過(guò)數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建DLG矢量圖形（Digital Line Graphics，數(shù)字線圖）。

1.3 航測(cè)系統(tǒng)

航測(cè)系統(tǒng)主要用于安裝各類相機(jī)，根據(jù)被測(cè)物體的功能和分辨率要求，配備高分辨率相機(jī)、多光譜相機(jī)、高光譜相機(jī)等各種成像設(shè)備。無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量圖像采集的準(zhǔn)備工作包括在測(cè)繪區(qū)域采集相關(guān)數(shù)據(jù)，必要時(shí)進(jìn)行測(cè)繪，并考慮周邊有機(jī)場(chǎng)和軍事區(qū)，然后進(jìn)行航路規(guī)劃，下載航路規(guī)劃結(jié)果和檢查是否按計(jì)劃進(jìn)行，光控測(cè)量根據(jù)技術(shù)仰角點(diǎn)通常選擇在波動(dòng)很小的位置。在特殊區(qū)域，可以考慮人工地面標(biāo)記。無(wú)人機(jī)航測(cè)流程合格后，導(dǎo)入地面控制點(diǎn)并重復(fù)空中三角測(cè)量工作，直到出現(xiàn)限制。

2 無(wú)人機(jī)航測(cè)在土地資源管理中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

無(wú)人機(jī)又稱無(wú)人飛行器，是一種裝有動(dòng)力裝置和導(dǎo)航模塊的飛行器，可以通過(guò)無(wú)線電設(shè)備控制飛行或設(shè)置飛行控制程序?？傮w而言，具有如下優(yōu)勢(shì)。

2.1 流程簡(jiǎn)單

在航測(cè)前根據(jù)無(wú)人機(jī)的情況，選擇空間比較大的地方供無(wú)人機(jī)起降，根據(jù)地點(diǎn)和項(xiàng)目的主要要求等選擇合適的航測(cè)指標(biāo)，如高度、飛行等，選擇準(zhǔn)確的參考點(diǎn)，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量。利用CORS系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)采集控制點(diǎn)坐標(biāo)，結(jié)合轉(zhuǎn)換后的控制點(diǎn)，進(jìn)行空中三加密，將DOM數(shù)據(jù)與原始圖像、土地利用、土地管理等進(jìn)行對(duì)比分析，獲取滿足未來(lái)土地資源管理需求的特殊數(shù)據(jù)，圖1為無(wú)人機(jī)航測(cè)的流程。

圖1 無(wú)人機(jī)航測(cè)流程

2.2 分析數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性

無(wú)人機(jī)可利用400m高空進(jìn)行航測(cè)，采集數(shù)據(jù)，得到高精度DOM結(jié)果，生成兩組數(shù)據(jù)結(jié)果，一組采用目視解譯法、另一組采用測(cè)繪法消除誤差，得到高精度的航測(cè)結(jié)果。與其他測(cè)繪技術(shù)相比，上述結(jié)果更準(zhǔn)確，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后能獲得更滿意的航測(cè)效果。

2.3 成本低、效率高

新型無(wú)人機(jī)體積較小、采用輕質(zhì)復(fù)合材料，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可批量采用，且運(yùn)行成本低。同時(shí)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)對(duì)基本可以提供全天候、全天候高分辨率實(shí)時(shí)成像，測(cè)繪效率更高。因此，與傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)相比，無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)在于人員成本低，不需要太多人員參與工作，且可以及時(shí)反饋。而且，通過(guò)無(wú)人機(jī)技術(shù)與信息技術(shù)的對(duì)接，可以獲得高清、高分辨率的圖像，有利于后續(xù)工作的開展，有效提高了我國(guó)的土地資源管理領(lǐng)域的技術(shù)水平，這些特點(diǎn)表明無(wú)人機(jī)技術(shù)在土地資源管理中的應(yīng)用具有廣闊的前景[2]。

3 無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)在土地資源管理中的應(yīng)用

無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯，目前無(wú)人機(jī)航測(cè)廣泛應(yīng)用于國(guó)土規(guī)劃、地籍測(cè)量等相關(guān)工作。此外，無(wú)人機(jī)航測(cè)的優(yōu)勢(shì)還體現(xiàn)其在獲取地理信息、監(jiān)督工程進(jìn)度、施工現(xiàn)場(chǎng)和工程設(shè)計(jì)驗(yàn)收等土地規(guī)劃工作中的價(jià)值。因此，無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)今后將繼續(xù)在我國(guó)土地資源管理中得到更廣泛的應(yīng)用。因此，需要在土地規(guī)劃和土地利用控制方面做大量工作，以確保無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)的效益得到支持。無(wú)人機(jī)系統(tǒng)在土地資源管理中有著廣泛的應(yīng)用。具體來(lái)說(shuō)，基本上有以下4種。

3.1 城市地籍測(cè)繪

城市地籍測(cè)繪工作是通過(guò)測(cè)繪工作了解測(cè)繪區(qū)域的地籍信息，包括區(qū)域的位置、面積以及土地質(zhì)量等信息，是收集測(cè)繪區(qū)域信息的主要方式，可對(duì)區(qū)域內(nèi)的土地信息進(jìn)行整合。通過(guò)城市地籍測(cè)繪工作可以有效搜集測(cè)繪區(qū)域的土地要素情況、面積尺寸以及繪制地籍圖等，并將相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來(lái)，隨時(shí)供管理部門取用。因此，利用城市地籍測(cè)繪工作可以有效完善地籍?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)，在城市規(guī)劃發(fā)展工作中和土地管理工作中發(fā)揮良好作用。此外，城市地籍測(cè)繪工作搜集了測(cè)繪區(qū)域內(nèi)各類土地的面積、位置等信息，綜合收集有關(guān)地塊、研究區(qū)域的位置和使用情況以及許多其他數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，可以非常有效地幫助政府部門進(jìn)行城市管理決策。傳統(tǒng)的測(cè)量方法成本高，對(duì)外界因素的依賴度高，與傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)相比，利用無(wú)人機(jī)航測(cè)進(jìn)行城市地籍測(cè)繪成本較低，且大大提高了效率。城市土地再開發(fā)是土地資源管理領(lǐng)域的主要工作，與居民生活密切相關(guān)。在工作的前期規(guī)劃階段，可以使用無(wú)人機(jī)測(cè)量目標(biāo)區(qū)域，為后續(xù)的城市規(guī)劃工作提供基線，可有效精準(zhǔn)測(cè)量建筑數(shù)據(jù)、城區(qū)空間分布、停車場(chǎng)區(qū)域分布等。

3.2 不動(dòng)產(chǎn)測(cè)繪

不動(dòng)產(chǎn)測(cè)繪的主要目的是在實(shí)質(zhì)性層面為不動(dòng)產(chǎn)產(chǎn)權(quán)管理的實(shí)施提供一定的幫助。在不動(dòng)產(chǎn)產(chǎn)權(quán)管理過(guò)程中，要做好不動(dòng)產(chǎn)開發(fā)過(guò)程中住房數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)處理，完善這些數(shù)據(jù)完整性和準(zhǔn)確性。相關(guān)人員要從城市規(guī)劃入手，分析不動(dòng)產(chǎn)測(cè)繪業(yè)務(wù)發(fā)展。不動(dòng)產(chǎn)測(cè)繪時(shí)期，要聚焦測(cè)繪新技術(shù)，深化不動(dòng)產(chǎn)管理與測(cè)繪的銜接，以及全面開展不動(dòng)產(chǎn)測(cè)繪工作。在不動(dòng)產(chǎn)產(chǎn)權(quán)管理中，城市不動(dòng)產(chǎn)測(cè)繪環(huán)節(jié)較多，內(nèi)容較為復(fù)雜。因此，需要測(cè)繪人員對(duì)城市的具體情況進(jìn)行分析，以進(jìn)行有針對(duì)性地測(cè)繪，確保不動(dòng)產(chǎn)測(cè)繪數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)具有靈活、準(zhǔn)確、分辨率高、獲取城市影像數(shù)據(jù)快速準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于不動(dòng)產(chǎn)測(cè)繪。但雖然無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)在城不動(dòng)產(chǎn)測(cè)繪領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展前景，但也存在諸多不足和問題。例如，無(wú)人機(jī)在測(cè)繪過(guò)程中很容易受到高樓的影響，目前還沒有辦法有效的解決這個(gè)問題。

3.3 動(dòng)態(tài)監(jiān)控

隨著城市化進(jìn)程的加快和土地供應(yīng)的不斷增加，為綜合分析城市土地利用效益，實(shí)現(xiàn)土地利用集約化，國(guó)土資源部門應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，對(duì)地理信息數(shù)據(jù)提出更高要求，尤其是數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。利用無(wú)人機(jī)拍攝航測(cè)集中的重點(diǎn)區(qū)域。必要時(shí)組織相應(yīng)人員采集控制點(diǎn)，處理數(shù)據(jù)，生成高精度DOM數(shù)據(jù)[3]。與數(shù)字測(cè)繪相比，無(wú)人機(jī)航測(cè)系統(tǒng)具有成本低、操作簡(jiǎn)便、實(shí)用可靠等優(yōu)點(diǎn)。我國(guó)是一個(gè)人口眾多、土地資源有限的國(guó)家。土地資源管理者可以使用無(wú)人機(jī)捕捉管理區(qū)域的高分辨率圖像。以15km2的調(diào)查面積為例，使用大尺度測(cè)量成本高、耗時(shí)長(zhǎng)。此外，無(wú)人機(jī)測(cè)繪還可以進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防工作。在一些地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)地區(qū)，數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)和預(yù)防性維護(hù)可以有效預(yù)防事故發(fā)生。無(wú)人機(jī)技術(shù)可用于監(jiān)測(cè)易受災(zāi)地區(qū)并在目標(biāo)地區(qū)進(jìn)行航測(cè)。對(duì)反饋信息進(jìn)行處理分析，在災(zāi)害發(fā)生前提前進(jìn)行人員疏散，有效保障地質(zhì)災(zāi)區(qū)人員和財(cái)產(chǎn)安全[4]。

3.4 土地執(zhí)法監(jiān)測(cè)

在土地執(zhí)法監(jiān)測(cè)方面，常采用遙感衛(wèi)星技術(shù)，但由于數(shù)據(jù)傳輸周期長(zhǎng)，惡劣天氣下數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)精度不高，無(wú)法為人員提供有效數(shù)據(jù)。土地執(zhí)法監(jiān)測(cè)是一項(xiàng)責(zé)任重大、時(shí)間緊迫的工作，遙感衛(wèi)星進(jìn)行土地執(zhí)法和監(jiān)督已成為自然資源研究的重要組成部分，但其工作周期比較長(zhǎng)，時(shí)間比較固定，存在一定缺陷，監(jiān)控過(guò)程容易出現(xiàn)漏洞。例如，一些部門非法占用土地以擴(kuò)大業(yè)務(wù)，當(dāng)達(dá)到一定水平時(shí)就變成了一個(gè)難以改變的硬事實(shí)，存在難以及時(shí)制止和采取行動(dòng)的缺點(diǎn)。使用無(wú)人機(jī)系統(tǒng)可以合理滿足工作需要。無(wú)人機(jī)體積小、飛行速度快、數(shù)據(jù)分辨率高，能有效探測(cè)目標(biāo)區(qū)域，在一定程度上保護(hù)了土地資源。無(wú)人機(jī)技術(shù)的出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了土地資源管理的動(dòng)態(tài)監(jiān)管和核查，對(duì)國(guó)土資源違法活動(dòng)的及時(shí)發(fā)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了早發(fā)現(xiàn)、早停止、早查處的動(dòng)態(tài)核查和監(jiān)管，可為執(zhí)法部門及時(shí)發(fā)現(xiàn)違法用地行為提供及時(shí)的技術(shù)支持[5]。

4 無(wú)人機(jī)航測(cè)在土地資源管理中的發(fā)展前景

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，無(wú)人機(jī)技術(shù)和傳感器技術(shù)的不斷進(jìn)步，以及我國(guó)低空空域管理的不斷改革，我國(guó)無(wú)人機(jī)航測(cè)開辟了新的機(jī)遇，將得到更廣泛地應(yīng)用在各行各業(yè)中，同時(shí)技術(shù)進(jìn)步也將有助于無(wú)人機(jī)航測(cè)在土地資源管理中的質(zhì)的發(fā)展[6]。主要有以下法則方向。

4.1 傳感器技術(shù)

傳感器技術(shù)在當(dāng)前的土地資源管理過(guò)程中有著廣泛的應(yīng)用，商用數(shù)碼相機(jī)是無(wú)人機(jī)航測(cè)中使用的傳感器之一。隨著傳感器處理技術(shù)的發(fā)展和成熟，更多的傳感器將應(yīng)用到無(wú)人機(jī)上，比如大面積掃描攝像頭，可以有效提高無(wú)人機(jī)的光度探測(cè)和飛行范圍，激光雷達(dá)可以進(jìn)一步擴(kuò)大其在地面上的應(yīng)用，提高無(wú)人機(jī)航測(cè)質(zhì)量，有效提升無(wú)人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用率。

4.2 電池技術(shù)

根據(jù)控制方式，無(wú)人機(jī)可分為油式和電動(dòng)式兩種。其中，油式無(wú)人機(jī)比較重，操作難度大，對(duì)跑道提出了更高的要求。相反，電動(dòng)無(wú)人機(jī)的優(yōu)勢(shì)更為明顯，但也受到電池能量密度的影響，導(dǎo)致電池壽命相對(duì)較短，有效載荷較小。

4.3 傾斜攝影技術(shù)

該項(xiàng)技術(shù)旨在準(zhǔn)確映射房屋和道路，可以提高準(zhǔn)確性，并且可以從側(cè)面、正面和背面拍攝圖像。未來(lái)，無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)將得到發(fā)展[7]。

5 結(jié)語(yǔ)

利用高科技工具和最佳實(shí)踐提高土地資源管理效率，是國(guó)土資源工作者的不懈追求。無(wú)人機(jī)航測(cè)因其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和不斷地發(fā)展，在土地資源管理中得到廣泛應(yīng)用。隨著我國(guó)土地資源管理體系的逐步完善，無(wú)人機(jī)航測(cè)的管理和應(yīng)用受到高度評(píng)價(jià)，可以全面實(shí)現(xiàn)我國(guó)國(guó)土資源立體化、先進(jìn)化管理，無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)也將在土地資源管理中發(fā)揮更加重要的作用，我國(guó)土地資源管理水平也將進(jìn)一步提高。