无人驾驶飞机航空摄影测量在土地整治项目中的应用

辽宁经纬测绘规划建设有限公司　王维娜　高洪晓

土地整治作为促进土地合理利用、调整土地利用结构和土地关系的重要手段，在实现土地资源合理配置、提高土地利用率和改善生态环境方面起到了重要作用。土地整治项目实施的实践工作正在全国普遍展开，项目实施有效监管已成为当前整治工作的首要任务。

随着3S应用技术的不断扩展，人们已不满足于利用卫星遥感技术对各类资源的宏观调查、规划和管理，于是低层空间的地理遥感信息技术，开始在自然科学、区域规划和行政管理中得到了广泛应用。

现代的微电子、无线传输、精准测控、数码影像、非常规航测影像处理软件、特种航空材料等高新技术的迅速发展，使民用无人驾驶飞机（以下简称“无人机”）脱颖而出，其应用领域不断深入国土系统。

一、无人机系统构成

无人机作为空中平台，从1000米以下低空以机载高分辨率CCD数码相机、摄像机等自动、快速、准确获取影像或视频信息，利用航空摄影测量工作站地面控制系统，实现航迹的规划、监控和信息数据的压缩、自动传输、影像预处理等功能，最终按照精度要求制作成地形图、数字高程模型、正射影像图等系列3D 产品。在新形势下，无人驾驶飞机航空摄影测量将为土地整治项目提供科学合理的动态监管依据。

图1　无人机系统构成

二、无人机航摄技术特点

无人机航摄系统是一种小型的、各种先进技术和设备高度集成的系统，与常规航摄系统相比，一般具有以下特点：

1.使用成本低，安全系数相对较高；

2.无需专业机场起降，越野能力强；

3.携带方便，执行任务高效快捷、易于转场；

4.系统集成化程度较高，系统机动灵活；

5.影像分辨率高、现势性强；

6.系统维护相对简单。

三、无人机航空摄影测量在土地整治项目中的优势

土地整治项目规模一般在万亩左右，载人机受飞行成本、飞行周期、空域申请、机场协调周期等条件制约，都不能满足土地整治项目实时监测和应急需求。而无人机航空摄影测量技术是目前一种较新的测绘技术手段，可快速获取测区影像数据，生产DEM、DLG、DOM等3D 产品，为中小测区特别是土地整治项目前期勘测、设计和项目施工前、中、后期建设提供有效的航测遥感技术服务。

图2　航空遥感与无人机遥感对比

四、无人机航摄技术有助于土地整治项目的实时监管

图3　土地整治项目管理程序

国发［2010］47号文件第十五条中明确提出严格监督管理，这也是保证土地整治项目建设质量和进度的重要手段，更是实现高产出、高效能目标的必要措施。土地整治项目是一个由投资引发的发展过程，具有不同的发展阶段。根据土地整治项目管理的有关规定，土地整治项目管理的七个阶段按程序划分为四个步骤。应用无人机航摄技术实时监管土地整治项目，可在以上四个阶段发挥监管作用（图3）。

1.项目准备阶段

（1）项目调研：无人机航拍数据用于前期项目区的选择和分析调研。利用航测法测制1∶500、1∶1000至1∶5000地形图及正射影像图等，与外业实测相比，多提供DOM成果，通过高分辨率影像图可以在室内检验勘测质量情况；航拍影像加工处理后与GIS数据库叠加，形成一套高效、便捷、准确的土地资源监测系统，对项目实施监管具有非常重要的作用。通过高标准、高质量完成航拍任务，做好范围界定和影像图的制作，为重大项目设计阶段提供及时可靠的第一手资料，从而规范规划和施工，监督好设计和施工单位。

（2）项目选取及可研、规划设计阶段：利用无人机快速获取高分辨率影像数据可以进行工程范围精细划定，减少投资预算；利用真彩色正射影像数据，土地规划设计人员可清楚直观地查看耕地状况，利用DEM数据，可方便地进行坡度和土石方量的计算；在完成项目施工后，可利用无人机再次航飞，通过叠加对比，可准确直观地分析工程施工与设计的一致性及最终成效，有利于成果验收。

2.项目实施阶段

项目实施阶段可引入无人机航摄技术作为第三方监督管理的有效监测手段和见证。

项目实施阶段即工程开工到竣工验收整个时段，是工程财力、物力集中投放和固定资产逐步形成的时期，对工程能否安全运行发挥效益起着关键作用。

第三方监理是由第三方组织客观公正地对项目建设过程中各参加主体和管理主体质量的监督控制的组织实施方式。土地整治项目工程的质量包括项目建设活动和过程的结果——实体质量，包括耕地质量、沟渠、水井建设等，还包括参与建设和活动的主体组织和工作进度质量。监督的重点是实体质量和环境质量并举，特别是把对环境质量的监督放到突出位置，最终实现维护公共利益不受侵害的目的，保障施工进度和加强项目施工质量。

3.项目竣工验收阶段

项目区施工完成后，可再次利用无人机航空摄影测量，完成项目测绘和三维影像成果，制作出项目区实施前后叠加对比监测图，准确直观地分析工程施工与设计的一致性及最终成效，辅助工程量的计算及核对，有效见证工程竣工状况，有利于成果验收。

4.项目后评价阶段

土地整治项目实施后进行土地质量、产能、生态的综合评价对掌握土地整治项目的实施效果、实施质量等都是必须的考核方式，为后续的土地整治监测-评价-预警奠定数据基础。项目竣工交付使用后，在作物生长季节利用无人机航飞，将数据成果制作成叠加对比监测图，可直观反映出项目区作物生长状况，间接体现出土地生产质量、生态环境的优与良。

土地整治项目通过定性与定量的影响因素分析和综合评价，以确定土地整治规划实施主体是否按照规划的标准与内容进行规划的实施，及时发现规划实施过程中存在的问题与不足，保障规划实施管理的合理性、合法性与科学性，统筹安排土地整治规划任务。

五、无人机航摄数据有助于土地整治权属管理

随着土地整治规模逐步扩大，涉及集体土地所有权和土地用益物权的土地权属调整日益增多，土地权属管理作为保护权利人合法权益、保证农村土地整治顺利进行的基础作用越发凸显，理顺土地权属关系，加强农村土地整治权属管理，显得尤为必要和迫切。国发〔2010〕47号和《全国土地整治规划（2011~2015年）》，明确提出规范农村土地整治权属管理和程序，按照确权在先原则，对列入整治范围特别是建设高标准基本农田的区域，要按照集体土地确权登记的要求优先开展工作，确保土地整治在权属明晰的基础上进行。

利用无人机可有效辅助土地权属管理工作，其航摄数据可查清拟开展整治区域的土地利用和权属现状，可清晰辨出田间各地块的权属关系。首先在作物生长季节利用无人机拍摄航测数据，通过内业调绘和外业核实，可顺利完成权属调查工作，这将缩短走到、问到、看到的时间，大大提高确权工作效率。

通过调查了解权利人权属调整意愿，分析、统计权属调整的初步意向，依法明确整治前后的土地权属调整变化，将无人机航测影像图及权属调整结果在项目所在地的乡镇、村组进行公告，公告期不少于15天，从而避免因土地权属调整引发突发性、群体性事件，为有序推进农村土地整治提供技术支持，切实做到有利于加强农村社会管理，促进农村和谐稳定。

图4　无人机航摄影像图——作物生长期

六、结论

精准、便捷、价廉的无人机遥感影像弥补了卫星遥感和航空遥感数据在采集时效、微观解析和自主掌控方面的不足。同时更凸显使动态监测及数据库的时效性。无人机遥感影像已服务于环保、林业、农业、水利和城市规划等各领域，在配合省、市国土资源管理部门在执法监察、区域调查、规划调查项目的空间数据采集方面等方面业绩非凡，成效显著。

无人机航测遥感系统应用于土地整治项目特别是高标准基本农田建设项目中，完全能实现全天候、全天时、实时化动态监测，不但提高了地理信息获取的现势性，更能确保土地整治项目自始至终安全有效地运行，提高项目实施的社会效益和生态效益。