基于地標(biāo)法的無人機(jī)低空攝影測(cè)量在農(nóng)村集體產(chǎn)權(quán)制度改革中的應(yīng)用研究

房雪玲，鄧斌

(1.遼寧宏圖創(chuàng)展測(cè)繪勘察有限公司，遼寧 沈陽 110169； 2.沈陽市勘察測(cè)繪研究院有限公司，遼寧 沈陽 110169)

1 引 言

深入推進(jìn)農(nóng)村集體產(chǎn)權(quán)制度改革是近年來中共中央、國務(wù)院為振興鄉(xiāng)村發(fā)展做出的重大戰(zhàn)略舉措，是落實(shí)農(nóng)民的土地承包權(quán)、宅基地使用權(quán)、集體收益分配權(quán)等權(quán)益的有力保障。底數(shù)清晰、歸屬明確的農(nóng)村資產(chǎn)臺(tái)賬是保證農(nóng)村集體產(chǎn)權(quán)制度改革的重要前提。無人機(jī)低空攝影測(cè)量手段憑借機(jī)動(dòng)靈活、安全高效、操作簡(jiǎn)單、成本低廉等優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于農(nóng)村資產(chǎn)清查工作中。但是無人機(jī)航拍框幅小導(dǎo)致像控點(diǎn)較多與農(nóng)村明顯標(biāo)志不足或作業(yè)人員刺點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)不足之間的像控測(cè)量矛盾、高成本投入與低效率反復(fù)指界之間的土地界址調(diào)查矛盾，無一不阻礙了清產(chǎn)核資工作的順利完成。

文章提出了基于地標(biāo)法的無人機(jī)低空攝影測(cè)量，即預(yù)先在地面設(shè)置一定密度和規(guī)格的臨時(shí)性標(biāo)志作為像控點(diǎn)或界址點(diǎn)并與其他地物一道航攝采集，經(jīng)過后期影像解譯與實(shí)地調(diào)查，生成農(nóng)村資產(chǎn)臺(tái)賬。地標(biāo)式像控點(diǎn)均勻分布且刺點(diǎn)精準(zhǔn)便捷，保證了高精度的像控測(cè)量；地標(biāo)式界址調(diào)查三方參與、現(xiàn)場(chǎng)留痕，保證了界址一次性確認(rèn)無反復(fù)。此外，文章分別以南靖縣農(nóng)村地籍和房屋調(diào)查、五常市農(nóng)村土地確權(quán)項(xiàng)目為例，實(shí)踐驗(yàn)證了地標(biāo)法的可行性與先進(jìn)性，為農(nóng)村集體產(chǎn)權(quán)制度改革中資產(chǎn)清查的高效進(jìn)行提供了參考。

2 地標(biāo)式像控測(cè)量

農(nóng)村地籍和房屋調(diào)查是一項(xiàng)全面查清農(nóng)村范圍內(nèi)包括宅基地、集體建設(shè)用地等每一宗土地的權(quán)屬、位置、界址、面積、用途、地上房屋等建筑物、構(gòu)筑物基本情況的工作。呈分散小片分布的村莊，采用傳統(tǒng)測(cè)量手段進(jìn)行地籍和房屋調(diào)查耗時(shí)長、效率低且不可追溯，而傾斜攝影測(cè)量是通過機(jī)搭載的5個(gè)相機(jī)，從前、后、左、右垂直五個(gè)方向?qū)Φ匚镞M(jìn)行低空高分拍攝，內(nèi)業(yè)可利用生成的三維模型立體環(huán)境采集，周期短、人工投入少而且影像成果可存檔追溯，廣泛應(yīng)用于農(nóng)村地籍和房屋調(diào)查工作。

但是無人機(jī)框幅小要求像控點(diǎn)多，而傳統(tǒng)航拍、刺點(diǎn)、測(cè)量的方案需要立體模式、內(nèi)外業(yè)結(jié)合刺點(diǎn)測(cè)量，對(duì)作業(yè)人員的專業(yè)素養(yǎng)要求極高；而明顯性、清晰性、遠(yuǎn)離邊緣、避免重疊的飛控要求以及農(nóng)村明顯標(biāo)志不足更是加劇了控制點(diǎn)均勻性實(shí)現(xiàn)的困難。因此，文章提出先像控后航拍的地標(biāo)式像控測(cè)量方案，即首先在目標(biāo)區(qū)域選點(diǎn)、設(shè)標(biāo)并測(cè)量足夠密度的像控點(diǎn)，然后與其他地物一道通過低空航空攝影手段采集。紋理清晰、標(biāo)志明顯的像控點(diǎn)分布均勻、便于計(jì)算機(jī)識(shí)別自動(dòng)匹配，而且刺點(diǎn)人員也無須再進(jìn)行復(fù)雜的系統(tǒng)培訓(xùn)。

南靖縣隸屬福建省漳州市，全境地勢(shì)自西北向東南傾斜，海拔最高處 1 390.9 m，最低處 6.1 m，丘陵、中低山占據(jù)85%之多。村莊呈分散、小片分布，部分臨山或耕地；房屋多為兩層，土樓、磚房、混房較多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。以背嶺村某片村落為例，像控測(cè)量操作如下：

(1)選點(diǎn)。盡量選擇水泥地面和瀝青路面道路交叉口、平房屋頂、打谷場(chǎng)、水壩等穩(wěn)定、未被遮擋處，以 80 m～100 m的距離均勻布設(shè)，像控點(diǎn)布設(shè)示意圖如圖1所示。

圖1 像控點(diǎn)布設(shè)示意圖

(2)設(shè)標(biāo)。以“L”型、15 cm×15 cm尺寸實(shí)地布設(shè)地標(biāo)點(diǎn)，紅色油漆粉刷、鋼釘嵌入角點(diǎn)便于測(cè)量；山上或耕地等處以山石或刻有標(biāo)志的硬塑料板充當(dāng)臨時(shí)性標(biāo)志。所有標(biāo)志點(diǎn)水平放置，避免被建筑物、樹木等地物遮擋，對(duì)空視角好，如圖2所示。

圖2 地標(biāo)點(diǎn)布設(shè)示意圖

(3)測(cè)量。GPS RTK方式采集像控點(diǎn)。作業(yè)中，實(shí)地檢測(cè)部分已知點(diǎn)確保測(cè)量精度；個(gè)別不易施測(cè)的像控點(diǎn)，用全站儀導(dǎo)線施測(cè)。

0.01 m分辨率航拍后，利用采集地標(biāo)點(diǎn)空三加密生成三維模型，采集得到房屋構(gòu)筑物、宗地等地籍要素，分別對(duì)其點(diǎn)位精度與邊長精度進(jìn)行檢測(cè)評(píng)價(jià)，與實(shí)地測(cè)量結(jié)果比對(duì)，53%檢測(cè)點(diǎn)σ≤3 cm，41%檢測(cè)點(diǎn)σ≤5 cm，個(gè)別水系附近、高差起伏較大、陰影遮擋區(qū)域不滿足精度要求，需要人工補(bǔ)測(cè)。此外，所形成二維影像、三維模型成果可存檔后用。因此，基于地標(biāo)式像控布設(shè)的傾斜攝影測(cè)量可廣泛應(yīng)用于農(nóng)村地籍和房屋調(diào)查，只需權(quán)屬調(diào)查和少量修補(bǔ)測(cè)即可。

3 地標(biāo)式界址調(diào)查

農(nóng)村土地確權(quán)是一項(xiàng)依照國家法律政策，查清農(nóng)村承包地塊的權(quán)屬、坐落、面積、四至、用途等情況的工作。不少業(yè)內(nèi)人士與業(yè)主單位認(rèn)為實(shí)測(cè)法最佳，精度、準(zhǔn)確度能夠得到有效保證，但是高昂的人員設(shè)備投入、頻繁的雨雪天氣影響、實(shí)地棄耕或流轉(zhuǎn)致使界線模糊、歷史糾紛指界反復(fù)等因素造成的低效率與高成本，給農(nóng)村土地確權(quán)工作開展帶來極大困擾。

文章提出基于地標(biāo)式界址調(diào)查的航測(cè)確權(quán)方案，即權(quán)界雙方與村組法人三方共同參與、實(shí)地確認(rèn)權(quán)界并埋設(shè)臨時(shí)性標(biāo)志，并與其他地物一道利用航空攝影手段采集，通過內(nèi)業(yè)矢量化即可一次性完成地塊測(cè)量，低成本、不受天氣影響而且成果可追溯，避免反復(fù)。對(duì)于實(shí)地棄耕或流轉(zhuǎn)、界線無法指認(rèn)的大地塊，根據(jù)國家許可、村組認(rèn)可的確權(quán)確股不確地的方案，按照面積、壟數(shù)或?qū)挾确指畲蟮貕K確權(quán)到戶。

五常市位于黑龍江省南部，全域約400萬畝耕地，涉及村組240個(gè)、農(nóng)戶10萬余，逐地塊實(shí)測(cè)確權(quán)工作量巨大。基于地標(biāo)法的航測(cè)作業(yè)方案實(shí)施如下：

(1)地標(biāo)式航飛：地塊權(quán)界雙方與村組法人三方共同參與、實(shí)地確認(rèn)權(quán)界并埋設(shè)臨時(shí)性標(biāo)志(裝有泥土的化肥袋子)，與其他地物一道、以 0.1 m地面分辨率航拍采集，生成的影像成果如圖3所示。

圖3 地標(biāo)式航飛成果示意圖

(2)面分割式確權(quán)：紋理清晰、界址明確的高分影像底圖可直接用于地塊測(cè)量工作，完成70%的地塊界址調(diào)查。對(duì)于剩余因?qū)嵉貤壐蛄鬓D(zhuǎn)無法確認(rèn)各承包方權(quán)屬邊界的大地快，根據(jù)國家許可、村組認(rèn)可的確權(quán)確股不確地的方案，按照面積、壟數(shù)或?qū)挾确指畲蟮貕K確權(quán)到戶，并加以程序化實(shí)現(xiàn)，如圖4所示。

圖4 面分割確權(quán)自動(dòng)化示意圖

①按寬度劃分：根據(jù)輸入的承包方及相應(yīng)地塊寬度，批量劃分承包地塊；

②按壟數(shù)劃分：根據(jù)輸入的承包方及相應(yīng)壟數(shù)，批量劃分承包地塊；

③按面積劃分：根據(jù)輸入的承包方及地塊合同面積，批量劃分承包地塊。

經(jīng)過實(shí)踐驗(yàn)證，相比實(shí)測(cè)法大量測(cè)繪人員與設(shè)備投入、季節(jié)天氣限制、以及230畝/人/天的作業(yè)效率，基于地標(biāo)式界址調(diào)查的航測(cè)確權(quán)不僅可以滿足精度要求，而且只需少量像控設(shè)備、多為內(nèi)業(yè)時(shí)間靈活、村民認(rèn)可度高、無反復(fù)、效率可達(dá)1500畝/人/天，非常適合北方地廣人稀、旱地為主的大面積作業(yè)區(qū)域。

4 結(jié) 論

農(nóng)村集體產(chǎn)權(quán)制度改革是維護(hù)農(nóng)民權(quán)益、建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村的重要舉措。文章提出基于地標(biāo)法的無人機(jī)低空航空攝影測(cè)量方案助力農(nóng)村清產(chǎn)核資，確保底數(shù)清晰、歸屬明確。并以南靖縣農(nóng)村地籍和房屋調(diào)查、五常市農(nóng)村土地確權(quán)項(xiàng)目為例，實(shí)踐驗(yàn)證了地標(biāo)法在像控測(cè)量、界址調(diào)查中應(yīng)用的可行性與先進(jìn)性，對(duì)無人機(jī)低空攝影測(cè)量的進(jìn)一步推廣具有重要意義。