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无人机航空摄影测量在农村土地确权中的应用分析

2024-08-06 100 上传者：管理员

摘要：为了研究无人机航空摄影测量在农村土地确权中的应用情况，以山西太原地区为例，围绕无人机航空摄影测量技术的应用价值与特点，深入分析该技术在农村土地确权中的具体应用。结果表明，借助无人机航空摄影测量技术，可以实现农村土地确权各个环节的优化。因此，为发挥该技术的应用价值，相关人员应该结合农村土地确权要求和现状，不断对技术进行优化与革新。

关键词：
农村土地确权
土地测量
无人机
无人机航空摄影测量技术
航空摄影测量
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近年来，在社会经济的高速发展下，农村土地制度进行了相应调整。为提升农村市场经济建设水平，需要将各个环节工作做好，尤其是土地确权工作。农村土地确权工作与广大农民自身利益密切相关，所以要保证土地测量工作的效率与质量，确保测量结果的精准性。为满足这一要求，在农村土地确权中，相关人员需加强对无人机航空摄影测量技术的应用。

1、无人机航空摄影测量技术概述

无人机指的是不承载操作人员，可以利用空气动力的方式起飞和降落，实现遥控驾驶或者借助自驾设备自主飞行的飞行器。现阶段，无人机在我国发展迅速，应用的技术较为先进，种类颇多，具体如表1所示。

表1 无人机类型

因为土地确权与农民自身利益息息相关，所以此项工作的开展必须保证可靠准确，不能产生误差。通过对航空摄影测量技术的应用，可以满足此要求，拍摄的图片分辨率高，有效缩短工作时间，降低土地统计测量成本[1]。

2、无人机航空摄影测量在农村土地确权中的应用特点

2.1 响应速度快

无人机体积小，运输方便，可以结合实际要求，在短时间内到达指定的工作现场。并且无人机在工作过程中，不会对天气有较强依赖性，起飞和降落具有可选择性，不需要安排专门的机场跑道，整个过程便利性和灵活性高。在农村土地确权中，借助无人机，可以利用弹射架弹射、地面滑道等方式完成飞机的起飞。在回收过程中，采取降落伞、遥控滑行等形式，高效快速获取航空遥感影像。无人机获取的航空遥感影像，具有较高的分辨率，实时性强，能让地理信息数据的精准度提高[2]。

2.2 影像数据获取能力强

无人机航空摄影测量在土地确权中的使用，可以获得高分辨率的数字航空影像数据，且获取能力强，短时间内便可实现。无人机的具体工作过程中，可以搭载型号不同的数码传感器，保证所获得的数据精准、分辨率高。通过对无人机的利用，数字成像传感器能发挥重要作用，即便是在低空环境下，也能完成高效率拍摄工作。拍摄出的影像精准度和分辨率高，可规避云层的遮挡，整体覆盖率高。

2.3 投入成本小

将无人机航空摄影测量技术与农村土地确权工作深层次融合，可以借助无人机轻便、小巧的特点，从源头将投入的成本降低，不需要建设相关起降场地，节约后期的维护及使用成本。在利用无人机航空摄影测量技术过程中，可以采取地面站系统，灵活设计飞机航线，并通过自动化技术，在保证系统平稳运行的前提下，让无人机按照提前设定的航线快速且准确地完成巡航工作，保证所获取的影像数据具有准确性、真实性特征，可以在短时间内送达到地面控制系统，提升数据获取效率，避免作业人员在工作期间陷入危险的环境中[3]。所以，针对一些存在自然灾害或者放射性灾害等测量难度大的区域，作业人员可以在该技术的支持下快速完成测量工作，获取直观且精准的航空遥感数据和影像。

3、无人机航空摄影测量在农村土地确权中的具体应用

3.1 测量概况

在本次研究中，对山西省太原市某县进行测量。该地区的地势从北到南逐渐降低，测量区域内的地势相对平坦，主要为丘陵和平地，没有大面积的水域。在测量过程中，重点内容包括村庄居民用地、农田、道路等。在本次研究过程中，土地确权工作的开展主要侧重农村居民用地，获取真实且可靠的信息，以便后续地籍图、地形图的制作能有真实数据支撑。

3.2 工作步骤

1)前期准备。在利用无人机航空摄影测量技术过程中，要将前期的准备工作做好，保证后续工作有序展开，提高测量的效率和质量。根据地区的实际情况，合理制定工作方案，并将工作期间所涉及的资料准备齐全，经费保证充足。还要加强对相关人员的培训，让全体人员认识到土地确权工作的重要性及无人机航空摄影测量技术在其中的应用价值。针对工作期间所需要的仪器设备，应该提前检查并准备齐全。

2)通过县级人民政府发布农村土地确权工作开展的相关通告，以保证测量工作的顺利实施，不会出现人为干扰等情况。同时做好土地权属的调查工作，将工作计划作为基础，在对各类人员合理安排的基础上，及时发布相关通知书，并对土地的使用人员集中组织，让其可以依照实际现状，到现场指认确权界限。通过获取的真实结果，利用按手印、签字盖章等方式，实现权属的确认。在调查过程中，调查人员需要将地籍调查表填写完整，不能出现勾抹的情况，并及时整理、归纳权属调查资料，保证所有资料齐全，为后续工作的开展提供可靠依据[4]。

3)成果整理。在完成土地权属调查、地籍测量等相关工作的前提下，对各类数据成果进行统计、汇总与分析，编制图件并撰写报告。

4)检查验收。相关单位要采取自检、互检等方式，结合相关制度进行检查验收。山西省要深入推进农村土地确权工作，组织工作小组，并结合具体工作事宜开展核查。

5)地籍测量的精度要求。针对界址点的精度要求，需要将相关规定的要求作为基础，在结合实际情况的基础上，采取合理的实测法。现阶段，应用比较常见的方法为解析法，具体的精度要求如表2所示。

表2 解析界址点的精度要求

在本次研究中，应用的无人机类型为固定翼，承载的重量为6 kg，同时搭载的发动机轻巧便利，无人机巡航速度快，飞控系统为UP40。在无人机应用时，数码相机内置存储卡，存储的容量为32 GB，同时使用某公司开发设计的影像处理软件，快速对获取的信息进行分析与处理。系统主要涵盖的内容有空三加密、DEM制作、DOM制作等。

3.3 航线规划设计

为保证农村土地确权工作能顺利开展，在无人机航空摄影测量技术应用过程中，需要结合测量的时间要求及现场情况，合理规划与设计测量方案，具体分析如下：

在对测量区域基本范围及情况全面了解后，安排人员规划和设计无人机的飞行航线。在航线设计过程中，为提升设计的合理性、可行性，设计人员要对各个方面因素重点考虑，诸如重叠度、航高、续航时间、飞行时间、任务要求等，同时也要注重无人机飞行的安全性[5]。通常情况下，在一个摄区内，地形高差应该严格控制，不能出现过大或过小的情况，高差需要在相对航高的1/6之内，如果高差相差较大，需要采取合理的方式进行分区，以免对测量结果造成影响。

在本次测量中，航线的规划设计从东向开始，逐步朝着西向敷设。无人机在飞行过程中，除了要保证光线达到既定要求外，还不能出现阴影扩大的情况。在航空摄影时间的规划方面，要结合太阳高度角和阴影倍数而定，具体如表3所示。为保证在拍摄过程中不会被这两方面因素影响，飞行的时间可以控制在正午前后的1～2 h，如果遇到特殊情况，要根据实际要求而定。在设计航线时，设计人员要对航线的里程科学规划，保证飞行时间的合理。同时，在确保各项要求都满足的基础上，将航线的距离缩短，节约飞行时间。

表3 摄区太阳高度角和阴影倍数

根据需要测量区域的实际情况，相关人员在对范围了解的前提下，对所在区域内的高山、高大建筑等合理分析，并确定具体高度，从而确定最佳的飞行高度，保证飞机飞行过程中的安全性。在确保东西航向始终保持原有距离的基础上，合理设计基线，通常要大于两条。并以此为基础，客观分析各类影响因素，包括飞机转弯半径等。在南北方向的设计上，需要灵活设计飞行的范围，超出边界的范围，一般不少于像幅的50%。在本次研究过程中，应用的是非量测数码相机，型号为NIKON D800，焦距为35 mm，像片尺寸为7 360×4 912像素。

在设计航线过程中，涵盖的内容较多，需要做好航线分区的规划工作，同时要合理设计基准面的高度。在分区过程中，各个分区的界限应该与轮廓线一致，不能出现差异过大的情况，同时将区域内的地形高度把控在合理范围内，不能出现超过航高1/6的情况[6]。在确保各项要求满足的基础上，适当扩大分区的跨度，以促进摄区覆盖率的提高。各分区的地面分辨率要结合不同程度比例的具体要求，在对本区域地形条件等因素充分掌握的基础上，以提升精度为基准，将作业的时间缩短，有效节约成本，以达到综合效益整体提高的目的。

地面分辨率及航高存在的关系，具体计算公

式为：

式中，H代表的是航高，单位是m；f代表的是焦距，单位是mm；a代表的是像元大小，单位是mm；GSD代表的是地面分辨率，单位是m。在本次研究过程中，计算的航向重叠度及旁向重叠度分别是70%和40%，地面分辨率与成图比例尺对照关系如表4所示。

表4 地面分辨率与成图比例尺对照关系

成图比例尺地面分辨率/cm

通过对表4的分析可以了解，在本次研究中，选择的地面分辨率是0.05 m，之后结合公式计算，具体为：

式中，Bx代表的是摄影基线长度，单位是m；Dy代表的是航线间隔，单位是m；Lx代表的是垂直于飞行方向的像幅高度，单位是mm；Px代表的是像片的航向重叠度；qy代表的是像片的旁向重叠度；H代表的是航高，单位是m；f代表的是焦距，单位是mm。

结合式(2)、式(3)计算得出表5。通过对表5中各项数据的分析可知，在本次研究过程中，航摄具体高度为369 m，间隔为221 m。并且，通过对无人机的使用，各项参数得到合理设置，并自动上传到自驾仪系统，以保证测量数据的准确性与真实性。

表5 航摄飞行航高、航线间隔、拍摄间隔与地面分辨率对照表(部分)

3.4 外业航飞实施

外业航飞实施涵盖的内容较多，需要合理设置各类参数，并结合外业工作的具体要求，动态化监督和管理地面站。在数据传输过程中，需要保证快速、高效[7]。无人机进入场地后，安排专业人员测试和调整，依照工作要求，合理设置各项参数，同时认真检查无人机的各个部件，保证各部件的完整与可用，以免在飞行过程中出现问题。对于无人机的地面高度等各项参数，需要结合外业的航飞实施而定。在对无人机飞控系统检查完毕后，在UP40地面站上实时监控各项数据，包括无人机姿态等。无人机返航后，应该科学操控无人机，确保无人机能安全降落。在此过程中，将地面站与自驾仪连接，完成数据的传输，并初步检查原始像片，检查的重点是照片的质量和数量。

完成外业航飞实施工作后，相关人员要准确记录照片位置，可以采取POS数据记录的手段，在谷歌地图上套用并输入，以便使照片的数量分布情况能够清晰展现。通过对比、检查，了解整个过程的实际情况，同时结合所获取的各类数据信息，在保证没有控制点的条件下，短时间内对影像图进行制作。虽然影像图的正向特点不明显，但在后续野外像片控制点布设期间，影像图能发挥重要作用，可以为各类规划工作的开展提供支持。如果遇到地质灾害，包括地震等，通过使用POS数据，利用其可视化、实时化特点，为后续抢险工作的有序推进提供技术支持[8-10]。

4、结语

综合而言，无人机航空摄影测量技术与农村土地确权工作结合，可使土地测量工作的深入开展有先进技术支持，增强测量结果的精准度。并且，该技术的运用，能让土地确权的时间缩短，对工作质量和效率的提高大有裨益，保证农村土地确权工作有序推进。因此，鉴于该技术的优势，在今后土地确权工作实施过程中，相关人员应该加强对技术的应用与研究，根据实际情况不断对技术进行优化与完善，发挥技术的应用价值。

参考文献:

[1]薛燕莎.无人机航空摄影测量系统在农村土地确权中的应用研究[J].中国新技术新产品,2017(5):28.

[2]李洪寿,刘森.无人机航空摄影测量在农村土地确权中的应用分析[J].城市地理,2018(4X):156-157.

[3]王森.无人机航空摄影测量系统在农村土地确权中的应用[J].区域治理,2018(20):165+167.

[4]王妍,孔祥仲,贾世真,等.无人机航空摄影测量系统在农村土地确权中的应用[J].测绘与空间地理信息,2015,38(8):114-116.

[5]李进.无人机航测技术在农村土地承包经营权确权中的应用[J].市场周刊:商务营销,2020(70):149.

[6]郭峰.无人机航摄测量技术在农村土地承包经营权确权登记中的应用[J].军民两用技术与产品,2018(10):253.

[7]许培恩.广东某土地确权项目中无人机测量技术应用研究[J].地矿测绘,2021,4(1):78-80.

[8]赵广健.无人机装备技术研究与实践[J].南方农机,2019,50(4):113.

[9]黄益敬.无人机在现代智慧农业发展中的应用研究[J].南方农机,2022,53(15):86-88.

[10]张艳,陈丕.无人机多光谱遥感技术在农业统计中的运用[J].南方农机,2022,53(16):86-88.

基金资助:山西省2023年大学生创新创业训练计划项目(TYX2023090);