無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)在土地執(zhí)法測(cè)量中的應(yīng)用分析

譚天彬

（金秀瑤族自治縣自然資源局，廣西 金秀 545799）

近些年，無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展在測(cè)繪領(lǐng)域里的應(yīng)用逐漸成為“新寵”，其機(jī)動(dòng)靈活、快速高效、低成本、大范圍以及安全性高等技術(shù)優(yōu)勢(shì)受到多種行業(yè)及部門(mén)的廣泛歡迎。當(dāng)前，在土地執(zhí)法中，無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用在違法土地巡查和面積測(cè)量中發(fā)揮出重要作用，幫助自然資源和規(guī)劃局的土地管理部門(mén)及時(shí)準(zhǔn)確掌握違法土地情況以及對(duì)土地違法行為進(jìn)行合理的行政處罰。各地在自然資源和規(guī)劃局的土地管理部門(mén)強(qiáng)有力的監(jiān)管下，土地違法行為逐年得到有效遏制，違法用地或占用耕地面積不斷下降并得到有效監(jiān)管，總體形勢(shì)下降趨勢(shì)明顯。因此，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)的分析，有利于相關(guān)技術(shù)人員能夠更全面、熟練地掌握無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)在土地執(zhí)法測(cè)量中的應(yīng)用，及時(shí)獲取準(zhǔn)確違法土地?cái)?shù)據(jù)信息，對(duì)進(jìn)一步提升土地違法的監(jiān)管力度有著十分積極的作用。

1 無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)

在如今的測(cè)繪領(lǐng)域里，通信、飛控、傳感、導(dǎo)航、攝影等多項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展中，無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)突破了傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)的多項(xiàng)瓶頸。使無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)積極與多項(xiàng)相關(guān)技術(shù)有效融合為一體，在技術(shù)上將飛行控制、導(dǎo)航、數(shù)據(jù)傳輸、航空測(cè)量、飛行器動(dòng)力控制系統(tǒng)等形成一種自動(dòng)化、高效化、智能化、綜合化的現(xiàn)代測(cè)繪新技術(shù)。該技術(shù)主要是利用無(wú)人機(jī)操作技術(shù)簡(jiǎn)單、運(yùn)用方便靈活、作業(yè)成本較低、安全性較高及覆蓋范圍較大等優(yōu)勢(shì)，與無(wú)人機(jī)融合的其他相關(guān)技術(shù)設(shè)備相結(jié)合，被廣泛應(yīng)用到各行業(yè)測(cè)繪中，在測(cè)繪實(shí)際過(guò)程中無(wú)人機(jī)飛行機(jī)動(dòng)靈活，可不受地形和空間的影響。若在飛行困難較大區(qū)域?qū)嵤┖綔y(cè)，可利用無(wú)人機(jī)飛行過(guò)程中所攜帶的專(zhuān)業(yè)測(cè)量攝影相機(jī)也能夠及時(shí)快速地對(duì)飛行區(qū)域內(nèi)的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行快速準(zhǔn)確采集以及影像的拍攝。并將獲取的數(shù)據(jù)及時(shí)轉(zhuǎn)化為服務(wù)，釋放出數(shù)據(jù)的應(yīng)用價(jià)值。無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)相對(duì)傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)來(lái)說(shuō)，可有效解決從事外業(yè)測(cè)量工作人員在外長(zhǎng)期測(cè)量奔波，因環(huán)境、天氣、地形等因素的影響，導(dǎo)致測(cè)量工作效率低、強(qiáng)度大、時(shí)間長(zhǎng)、成本高以及存在安全危險(xiǎn)等問(wèn)題。目前，無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)在土地確權(quán)、不動(dòng)產(chǎn)登記、高速公路測(cè)繪、土地執(zhí)法等多行業(yè)及多領(lǐng)域里得到更為廣泛的應(yīng)用。

2 無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)平臺(tái)性能要求

在當(dāng)前無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用中，無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)更為先進(jìn)，該技術(shù)主要是無(wú)人機(jī)與搭載一部或多部專(zhuān)業(yè)測(cè)量攝影相機(jī)開(kāi)展測(cè)量工作，該技術(shù)性能主要由無(wú)人機(jī)和攜帶的專(zhuān)業(yè)測(cè)量攝影相機(jī)來(lái)決定。因此，對(duì)測(cè)繪所使用的無(wú)人機(jī)性能及標(biāo)準(zhǔn)都是有相當(dāng)高的要求。無(wú)人機(jī)性能要求主要是：（1）無(wú)人機(jī)的載重量不能低于2 kg；（2）目前測(cè)繪所使用的無(wú)人機(jī)主要有固定翼和多旋翼無(wú)人機(jī)。在測(cè)繪中選用無(wú)人機(jī)測(cè)繪時(shí)，一定要注意這2種無(wú)人機(jī)航速能力不一樣，各自飛行速度標(biāo)準(zhǔn)有明確的硬性要求，對(duì)多旋翼無(wú)人機(jī)飛行速度要求不能低于6 m/s，而固定翼無(wú)人機(jī)飛行速度則不能低于10 m/s；（3）無(wú)人機(jī)所使用電池，要求續(xù)航時(shí)間大于25 min，而使用內(nèi)燃機(jī)作為無(wú)人機(jī)動(dòng)力續(xù)航時(shí)間則不能小于1 h；（4）對(duì)抗風(fēng)能力要求無(wú)人機(jī)抗風(fēng)在4級(jí)風(fēng)速之上；（5）在飛行高度上無(wú)人機(jī)飛行高度不能低1 000 m，對(duì)海拔高度要求至少要在3 000 m。

對(duì)無(wú)人機(jī)搭載的專(zhuān)業(yè)測(cè)量攝影相機(jī)也必須要求具有高性能才行，對(duì)專(zhuān)業(yè)測(cè)量攝影相機(jī)的性能要求主要是從獲取影像能力、作業(yè)時(shí)間、曝光功能、續(xù)航時(shí)間及POS記錄功能等方面進(jìn)行明確限定。（1）專(zhuān)業(yè)測(cè)量攝影相機(jī)一次曝光采集的像素越高越好，如果要從成本上考慮，單個(gè)相機(jī)鏡頭像素至少要在2 000萬(wàn)像素之上，而一次曝光不低于1億像素；（2）攝影相機(jī)工作時(shí)間要大于90 min，最好是能保持全天候的作業(yè)能力；（3）專(zhuān)業(yè)測(cè)量攝影相機(jī)要有定點(diǎn)曝光功能，目的是確保影像重疊度能滿(mǎn)足要求。

3 無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)在土地執(zhí)法測(cè)量中的優(yōu)勢(shì)分析

當(dāng)前，在土地執(zhí)法的監(jiān)管過(guò)程中，無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)憑借著技術(shù)優(yōu)勢(shì)可有助于自然資源和規(guī)劃局對(duì)土地違法行為進(jìn)行有效監(jiān)管。隨著無(wú)人機(jī)控制技術(shù)、數(shù)碼航攝技術(shù)以及影像處理技術(shù)的日益完善，新興起的無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)有效將這三種新技術(shù)結(jié)合在一起成為無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)中的高新技術(shù)，在測(cè)繪領(lǐng)域里具有較強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用更為廣泛。利用該技術(shù)對(duì)違法用地測(cè)量可快速高效、機(jī)動(dòng)靈活、高性能低成本以及高精準(zhǔn)地為自然資源和規(guī)劃局提供違法土地取證的相關(guān)真實(shí)數(shù)據(jù)。技術(shù)優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下三方面。

3.1 快速高效的新技術(shù)

在對(duì)違法用地面積的測(cè)量中，利用無(wú)人機(jī)傾斜攝影這種高新測(cè)量新技術(shù)，通過(guò)無(wú)人機(jī)所攜帶的專(zhuān)業(yè)測(cè)量攝影相機(jī)對(duì)違法用地區(qū)域展開(kāi)飛行航測(cè)相關(guān)數(shù)據(jù)及影像圖片拍攝，其作業(yè)過(guò)程是一種全自動(dòng)模式進(jìn)行。無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)主要是通過(guò)無(wú)人機(jī)在飛行過(guò)程中開(kāi)展的測(cè)量工作，由于無(wú)人機(jī)自身的優(yōu)勢(shì)，外出作業(yè)開(kāi)展測(cè)量工作時(shí)，相關(guān)操作員與無(wú)人機(jī)設(shè)備可同車(chē)前往，無(wú)需分開(kāi)，由于測(cè)繪無(wú)人機(jī)具有快速拆卸或組裝操作程序，到達(dá)測(cè)量區(qū)域時(shí)，相關(guān)技術(shù)人員便可半個(gè)小時(shí)內(nèi)對(duì)無(wú)人機(jī)快速組裝與調(diào)試，便很快進(jìn)入工作狀態(tài)。在測(cè)量時(shí)，對(duì)起飛或降落場(chǎng)地沒(méi)有特殊要求，找出一塊平整的地面即可，應(yīng)用起來(lái)十分方便。另外，受天氣影響較小，能機(jī)動(dòng)靈活地低空飛行，并高分辨率地對(duì)違法地塊進(jìn)行影像數(shù)據(jù)的高精度采集。通過(guò)航測(cè)獲得的影像數(shù)據(jù)再經(jīng)過(guò)相關(guān)軟件技術(shù)處理能快速生成3D模型。實(shí)踐表明，在建模效率上該技術(shù)建模只需3～5個(gè)月，若是人工建模至少長(zhǎng)達(dá)1～2年才能完成，在建模效率技術(shù)上更具優(yōu)勢(shì)，無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)堪稱(chēng)當(dāng)前測(cè)繪領(lǐng)域里新興起的高新測(cè)繪技術(shù)。

3.2 性?xún)r(jià)比優(yōu)勢(shì)較高

土地違法存在的情況具有多樣性，違法使用或占用面積大小不一，往往所在區(qū)域地形較復(fù)雜，有的還比較隱蔽，人工對(duì)其進(jìn)行巡查取證，不僅效率低，而且難度大，甚至有的還不易被察覺(jué)。而使用無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)能更好解決人工難題，使違法用地得到有效監(jiān)管。通過(guò)該技術(shù)的高效率應(yīng)用，利用無(wú)人機(jī)搭載相關(guān)技術(shù)設(shè)備對(duì)違法土地區(qū)域展開(kāi)巡查或測(cè)量工作。目前，市場(chǎng)上測(cè)繪使用的無(wú)人機(jī)價(jià)位基本都是從十幾萬(wàn)到幾十萬(wàn)不等，一次購(gòu)機(jī)多次使用。在使用過(guò)程中只要不出重大飛行事故造成無(wú)人機(jī)損壞，基本不會(huì)產(chǎn)生其他額外費(fèi)用。因此，土地執(zhí)法測(cè)量選用無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)可謂是當(dāng)前最好的選擇，不僅能高效、高質(zhì)量完成測(cè)量任務(wù)，還能有效控制成本的支出。另外，所測(cè)量獲取的違法用地?cái)?shù)據(jù)的空間位置信息和各種影像數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)相關(guān)技術(shù)處理可輸出DOM、DSM、DLG等土地違法數(shù)據(jù)成果。在三維建模方面，無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)可利用自身提取及貼紋功能，有效地使建模成本降低，性?xún)r(jià)比高。

3.3 真實(shí)客觀(guān)反映地貌

土地違法巡查取證，需要獲得違法用地面積真實(shí)可靠的數(shù)據(jù)作為依據(jù)。使用傳統(tǒng)航空攝影測(cè)量技術(shù)表現(xiàn)有些不足，而無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)則有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)航空攝影測(cè)量技術(shù)的不足。在土地執(zhí)法測(cè)量中通過(guò)無(wú)人機(jī)五個(gè)方位展開(kāi)對(duì)地面區(qū)域內(nèi)實(shí)景的快速全面拍攝，獲得三維數(shù)據(jù)可將地物地貌客觀(guān)真實(shí)地反映出來(lái)。

4 土地執(zhí)法測(cè)量中無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用分析

為了進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)土地違法實(shí)施更有效的監(jiān)管，必須要做好對(duì)土地違法面積的測(cè)量工作，獲得準(zhǔn)確可靠的違法土地使用面積相關(guān)數(shù)據(jù)，通過(guò)與原始數(shù)據(jù)比對(duì)，對(duì)土地違法行為說(shuō)不，責(zé)令非法使用者或占用者退還違法用地以及對(duì)其實(shí)施行政處罰。土地違法測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性關(guān)系著能否對(duì)土地違法進(jìn)行有效監(jiān)管。相關(guān)工作人員必須要積極掌握新的測(cè)繪技術(shù)，準(zhǔn)確高效地完成對(duì)土地違法面積的測(cè)量工作。在當(dāng)前土地測(cè)量中，使用無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)從操作上、作業(yè)上的成本以及測(cè)量的質(zhì)量上考慮都是首選。因此，土地執(zhí)法測(cè)量中應(yīng)重視無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用，加強(qiáng)對(duì)無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用的分析，積極應(yīng)用無(wú)人機(jī)新的測(cè)繪技術(shù)，有利于土地執(zhí)法工作更有效地開(kāi)展。

4.1 土地違法測(cè)量中無(wú)人機(jī)測(cè)繪外業(yè)數(shù)據(jù)有效采集

對(duì)土地違法的有效監(jiān)管，需要通過(guò)測(cè)量獲得違法使用或占用土地面積的真實(shí)數(shù)據(jù)信息。當(dāng)前，應(yīng)用無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)中的無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)，能更好完成對(duì)土地執(zhí)法測(cè)量工作的任務(wù)。在土地執(zhí)法實(shí)際外業(yè)測(cè)量過(guò)程中，無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用是通過(guò)利用無(wú)人機(jī)低空飛行過(guò)程中攜多部高性能的專(zhuān)業(yè)測(cè)量攝影相機(jī)，機(jī)動(dòng)靈活、高效快速準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)對(duì)土地違法數(shù)據(jù)的采集或拍攝。為了能夠順利完成測(cè)量任務(wù)，獲得更為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息，需要從事外業(yè)測(cè)量的技術(shù)人員，在條件具備的情況下，航測(cè)前要對(duì)違法地塊的區(qū)域內(nèi)多方位影像控制點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確布設(shè)。一般情況下，選擇紅色或者白色油漆制作出醒目的像控點(diǎn)，像控點(diǎn)布設(shè)完成后，可用無(wú)人機(jī)先試飛拍攝來(lái)確定像控點(diǎn)設(shè)置的有效，然后再正式進(jìn)行航測(cè)。無(wú)人機(jī)操作時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照無(wú)人機(jī)操作規(guī)范，執(zhí)行無(wú)人機(jī)測(cè)量作業(yè)。在完成違法土地測(cè)量任務(wù)后，相關(guān)技術(shù)人員需要及時(shí)制作出像控點(diǎn)點(diǎn)位分布略圖以及點(diǎn)位信息數(shù)據(jù)表，準(zhǔn)確地描述出每個(gè)像控點(diǎn)的方位及準(zhǔn)確點(diǎn)位，為內(nèi)業(yè)工作提供便利。

4.2 快速高效對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理

在遇到地形較復(fù)雜的土地執(zhí)法測(cè)量中，無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)會(huì)更加明顯，該技術(shù)利用無(wú)人機(jī)搭載多部專(zhuān)業(yè)測(cè)量攝影相機(jī)，對(duì)違法地塊展開(kāi)低空飛行，多角度和多方位的地形數(shù)據(jù)航攝采集。該技術(shù)與傳統(tǒng)航測(cè)技術(shù)數(shù)據(jù)采集相比，傳統(tǒng)航測(cè)獲得數(shù)據(jù)，需要通過(guò)人工結(jié)合傳統(tǒng)航測(cè)技術(shù)對(duì)獲取數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理，這樣的處理方式必然會(huì)影響數(shù)據(jù)處理的工作效率，產(chǎn)生誤差的可能性也較大。而無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)在外業(yè)完成后，需要將采集的圖像或數(shù)據(jù)及時(shí)導(dǎo)出轉(zhuǎn)為內(nèi)業(yè)處理。首先，要對(duì)采集圖像或數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，主要是看外業(yè)航測(cè)無(wú)人機(jī)飛行質(zhì)量和航攝的影像圖片質(zhì)量。如：實(shí)際影像重疊度、像片傾角和旋角、航線(xiàn)彎曲度，航攝覆蓋的范圍、影像的清晰度、像點(diǎn)位移等。若發(fā)現(xiàn)測(cè)量結(jié)果達(dá)不到內(nèi)業(yè)規(guī)范和作業(yè)任務(wù)要求時(shí)，需根據(jù)實(shí)際情況重新對(duì)違法地塊局部區(qū)域補(bǔ)飛或重飛測(cè)量。其次，對(duì)所采數(shù)據(jù)要進(jìn)行空三加密，目的是確保數(shù)據(jù)的安全性。最后，通過(guò)無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)與內(nèi)業(yè)相關(guān)處理軟件，基于原始影像及空三成果，快速生成實(shí)景三維模型以及DOM、DSM（含DEM）、數(shù)字點(diǎn)云等數(shù)據(jù)，利用像控點(diǎn)和檢查點(diǎn)對(duì)模型精度進(jìn)行檢查，達(dá)到規(guī)范要求后，再利用相關(guān)數(shù)據(jù)采集平臺(tái)對(duì)違法地塊數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，先內(nèi)后外的完成數(shù)據(jù)處理。

4.3 土地執(zhí)法無(wú)人機(jī)日常有效巡查

過(guò)去較長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，土地違法行為時(shí)而發(fā)生且較為嚴(yán)重，在對(duì)違法土地日常巡查需要人工利用傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)及測(cè)量工具取證，且效率較低，工作強(qiáng)度大、遇到復(fù)雜地形，違法占用土地很難獲取準(zhǔn)確數(shù)據(jù)作為取證依據(jù)，甚至有些違法土地較隱蔽，人工巡查不易被發(fā)現(xiàn)，違法土地監(jiān)管無(wú)法取得好成效。近些年，科技手段創(chuàng)新發(fā)展，利用新科技為違法土地巡查提供了有力的幫助。在無(wú)人機(jī)出現(xiàn)后，土地日常巡查或執(zhí)法行動(dòng)中便有了得力幫手。利用無(wú)人機(jī)突破空間和地形的限制。尤其，無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用，無(wú)人機(jī)能在范圍較大的區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)超強(qiáng)低空、機(jī)動(dòng)靈活的飛行，在無(wú)人機(jī)飛行過(guò)程中通過(guò)無(wú)人機(jī)搭載的多部高性能專(zhuān)業(yè)測(cè)量攝影相機(jī)，能360°無(wú)死角對(duì)違法土地相關(guān)數(shù)據(jù)采集及影像拍攝，能夠準(zhǔn)確快速獲得第一手信息。因此，土地違法日常巡查中，通過(guò)該技術(shù)對(duì)違法土地影像數(shù)據(jù)高效準(zhǔn)確采集，可有效降低人力物力和財(cái)力的投入，還可快捷方便地進(jìn)行違法土地?cái)?shù)據(jù)取證，再利用其3D建模技術(shù)及時(shí)分析所獲得的航拍影像數(shù)據(jù)后與原始測(cè)繪圖像進(jìn)行比對(duì)，從而計(jì)算出違法使用或占用土地面積，為土地違法行為的行政處罰提供有力依據(jù)，進(jìn)而對(duì)土地違法行為形成有效震懾，日常有效巡查使土地違法活動(dòng)得到進(jìn)一步遏制。

5 結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)階段，隨著無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)的自動(dòng)化、智能化、高效化以及綜合化程度不斷提高，無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)成為為當(dāng)前多種行業(yè)提供準(zhǔn)確性高的測(cè)繪數(shù)據(jù)以及高效測(cè)繪技術(shù)的手段，利用無(wú)人機(jī)超強(qiáng)低空機(jī)動(dòng)飛行快速準(zhǔn)確獲取地面以及附屬物數(shù)據(jù)，憑借內(nèi)部強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析和處理能力，真實(shí)、客觀(guān)、高效、準(zhǔn)確地獲得測(cè)量數(shù)據(jù)。因此，在土地執(zhí)法過(guò)程中無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用是比較理想的選擇，其低成本、高效率、全方位、大范圍及機(jī)動(dòng)靈活等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，無(wú)論是對(duì)違法土地的日常巡查，還是進(jìn)行違法土地面積測(cè)量，無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)都能出色的完成。科學(xué)無(wú)止境，無(wú)人機(jī)深入研發(fā)在前行，無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)也會(huì)不斷提升，更好地服務(wù)于社會(huì)。