無人機低空航空攝影測量在土地承包經營權確權工作中的應用

（山東省物化探勘查院 山東濟南250013）

（山東省物化探勘查院 山東濟南250013）

無人機低空航空攝影測量技術具有先進、靈活、成本低、反應迅速、場地限制小、操作簡易等特點，在地籍、地形測量領域中的應用非常廣泛。本文將該技術運用到了農村土地確權這一工作中，在山東省濟寧市泗水縣的農村土地承包經營權確權登記頒證工作中，通過無人機航空攝影測量與數字地形圖測量等方式獲取了作業數據，證明無人機技術的獨特優勢。

土地承包經營權無人機航空攝影測量

無人機低空航空攝影測量技術是一種較為先進的技術，它利用無人機搭載高精度數碼相機進行低空狀態攝影，并借助GPS等輔助設施進行坐標定位和影像校正。運用該技術所獲取的高分辨率影像能夠幫助作業地區獲得充足的地理信息數據，通過充分利用這些數據可以優質高效、省時省力的完成農村集體土地承包經營權的確權登記頒證工作。

1 無人機航拍攝影的精度要求分析

1.1 精度要求

無人機技術相比于傳統測量技術具有速度快、反應靈活、成本低等特點，應用到對土地確權地塊分布的測量中，其優勢更加明顯。但同時確權工作對航空攝影測量的精度要求也相當之高。根據我國《農村土地承包經營權調查規程》中的規定，農村土地承包經營權的確權登記頒證工作應該使用1:500~1:5000比例尺范圍內的地形圖作為確權工作底圖，而DOM地物點與其相對實地同名點點位中誤差也不應該大于表1的規定。而在實際工作中，我們多采用1:2000比例尺地形圖，點位中誤差不大于1m。

表1 基于無人機航拍攝影測量技術的影像成果平面位置精度指標數據表

1.2 實施條件

無人機低空航空攝影測量可以廣泛適用于平原、丘陵和某些地勢起伏不太大的山地地形，一般這種地形也是傳統航攝所無法有效獲取大比例尺高精度測量成果的。通常無人機航空攝影平臺工作高度只需要高于地面最高障礙物100~200米即可。如果項目實施地區的地勢相對平坦，則可以與傳統航拍運用同樣的方法，根據相機焦距和所需成果的比例尺來進行航高和航線規劃。因此在較為平坦的地勢中航拍還是更容易設計無人機的飛行航線。

2 泗水縣土地承包經營權確權登記頒證工作無人機航拍實例分析

從技術角度來講，無人機低空攝影測量更適合于大比例地形圖的測繪工作，尤其是在農村土地承包經營權的確權登記工作中使用最為廣泛。本文以泗水縣的土地承包經營權確權登記頒證項目為例，探討了無人機技術在該項目中的具體應用技術流程，證明無人機航拍攝影技術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 泗水縣測區概況介紹

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

泗水縣屬于典型的暖溫帶季風氣候，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%，相對濕度控制在65%~70%左右。全年無霜期達到200天，四季分明、氣候宜人，是著名的海岱明珠。

2.2 泗水縣土地承包經營權確權無人機航拍測量項目概述

泗水縣此次土地承包經營權確權頒證工作采用了先進的無人機低空航空攝影測量技術，主要對濟寧市泗水縣四個鎮作業區范圍內耕地進行航拍與影像圖制作，該項目的工作內容主要包括以下三項：

一是獲得泗水縣4個鎮內的200余平方公里真彩色數碼照片。

二是獲得泗水縣4個鎮內200余平方公里的正攝影像圖。

三是獲得泗水縣4個鎮內200余平方公里的土地數字線劃圖。

該次測量項目采用到了泗水縣4鎮的行政界限矢量文件[2]。

2.3 項目技術路線

根據相關規定的技術標準，本次無人機航空攝影測量應用到了GPS實時定位技術、內外業一體化測繪技術與航測數字化技術。這些技術都要根據測區的具體狀況來實施測繪，數字線劃圖所采用的比例為1:2000。測繪過程主要利用航測數字化技術，并結合GPS來建立高程測量基礎控制網，在航空攝影過程中獲取彩色影像，通過GPS技術輔助施測像控點。另外，還要運用到inpho、ssk等全數字攝影測量系統來實施航空三加密與數據采集工作。在這里，內業測圖模塊會采集數據并生成圖形文件，而外業則根據內業測繪的線劃圖來實現野外調繪操作，它的數字線劃圖制作比例尺同樣為1:2000。在本項目中，任何測量成果都應該通過“三檢”檢查（自檢、互檢、專檢），且滿足項目精度要求，實現對測量成果質量的有效控制。在完成“三檢”后，提交泗水縣相關政府部門驗收，在驗收合格后對各項成果進行分類整理并上交。

2.4 航空攝影測量分析

2.4.1 航攝飛機的選擇

航攝設備主要采用我單位自主研發的無人機航攝系統，該系統主要由飛行平臺、控制系統與尼康數碼相機3部分組成。這其中控制系統主要包括了機載飛行控制部分與地面監控站部分。其中數碼相機部分主要技術參數為：像素3600萬、像元4.88μm和焦距35mm，它能夠確保攝影測量成果達到作業技術要求，并隨時對相機實施嚴格校驗，其校驗內容包括對主點位置坐標（x0,y0）、主距（f）以及光學畸變系數的測定。

2.4.2 航線設定

航線設定主要是按照常規方法敷設，確保其攝區邊界線與無人機的首末航線平行，同時也要敷設在攝區邊界線或邊界線外，確保攝區邊界實際覆蓋范圍不小于像幅度的30%。在實測像片控制點不影響內業正常加密的狀況下，還要確保無人機拍攝超出攝區邊界線大于像幅的15%左右，此時就可以視為拍攝合格?？紤]到無人機在飛行航線中的飛行姿態保持狀況，應該相應增加旁向重疊率確保其穩定性。另外在高差相對較大區域應該插補航線。

2.4.3 航拍實施

按照預先準備好的航攝技術設計路線進行航拍。在無人機起飛之前，對航攝儀做好基本程序檢查工作，保證相機的鏡頭、飛行控制系統與定向系統通電環節穩定，同時保證數據硬盤與飛行管理軟件的工作正常，設備各項參數正常無誤后就可以起飛。

2.5 數字地形圖測量分析

泗水縣土地承包經營權確權數字地形圖測量采用了1:2000比例的數字地形圖，它的等高線基本等高距設定在2.5m，并為居民地內等高線應用了遮蓋技術確保其連續性。具體的測量工作包括以下2點。

2.5.1 像片的控制點測量

像片控制點起算點應該以基本控制點為主，它的平面控制點與平高控制點相對鄰近基本控制點，且點位中誤差不超過數字地形圖圖上0.1mm，而高程控制點與平高控制點相對鄰近高程中誤差同樣不超過圖上0.1mm。

在確定好控制點后就要實施航測野外控制點布設。它的布設方案主要是在平高點按照區域進行網絡布設，其中航線數量不要超過6條，且每一條航線確?；€在12條以內，而平高控制點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，b表示像片控制點，它依據全野外布點方案來嚴格執行。當像控結束以后，就要根據上交測區范圍來實現內像控點的數據資料、像片與技術匯總，并在像控片中明確控制點與附點位置略圖。

2.5.2 無人機航測內業測圖

利用空三加密方法來對區域內拍攝網平差進行全過程文件計算，并為所拍攝的航片進行加密，確定其方位元素值，保證加密成果與檢查點較差文件。再者，要采用空三導入的方法來繪制航測內業測圖。泗水縣的平地、丘陵地在絕對定向平面對點誤差上不會超過1.5m，山地則不超過2m。所以按照平面對點誤差進行配賦，確保誤差大致相等且誤差方向成對相反。在定向點殘余誤差改為最小后，確保丘陵地區的高程不大于0.8m。

圖1 無人機航攝布點方案示意圖

最后是提交加密控制點電子版成果，其中包括1:2000比例的標準分幅正射影像圖數據光盤、項目技術總結電子版和質檢報告電子版各一份。在航拍攝影工作結束后就可以開始泗水縣土地承包經營權確權登記的調查工作。

3 總結

本文所介紹的農村土地承包經營權確權登記頒證工作關乎國計民生，所以在工作中采用優勢明顯的無人機航測技術更有利于滿足農村客戶的現實需求。同時它也為測繪部門降低了測繪技術生產成本，為農村土地承包經營權以及整個不動產確權工作打通了良好的技術通道。

[1]胡龍華,王向忠,崔貴彥.北斗高精度無人機航測技術在農村土地承包經營權確權項目中的應用 [J].測繪通報,2016(25):33-34.

[2]任志勇.論農村土地承包經營權確權登記 [J].華北國土資源,2016(14):20.

無人機低空航空攝影測量在土地承包經營權確權工作中的應用

■王岳

P2[文獻碼]B

1000-405X（2016）-10-175-1