无人机航拍技术在国土资源监测中的运用

无人机航拍技术在国土资源监测中的运用

摘要利用无人机航空摄影测量技术开展国土资源调查与土地管理、利用监测，可及时地反映各种国土资源的具体情况，增强资源开发、环境保护与灾害防治的预见性，为土地开发与整治，土地利用监测，建设工程选址、选线及城市规划提供依据。

关键词无人机；航摄影像；国土资源管理；监管

引言

国土资源是人类赖以生存和发展的物质基础。我国人均资源少，随着经济的快速发展、城镇快速建设，耕地及矿产资源等不断减少，生态环境破坏严重。准确、全面地掌握国土资源的数量、分布情况，及时的监测土地使用情况进行合理开发和利用，直接关系到国民经济的可持续发展。

浙江省国土资源厅推进“简政放权”工作中，将国土的相关事项审批权力下放到县、市、区级国土资源局，甚至有些下放到国土所，同时要求省、市两级国土管理部门加强批后监管或事后监管。批后监管或事后监管需要一套可行的技术手段，而使用无人机周期性监测国土资源是最有效的方法之一。

随着无人机技术的迅速发展，无人机航空摄影测量技术在不动产测绘和管理、土地利用变更调查监测与核查、土地执法检查、地质灾害监测、土地整理、耕地保护、村镇土地规划等方面的应用日趋深化。

1 无人机航拍系统特点与优势

我国国土辽阔，国土资源管理具有一定控制面上的局限性，通过现有的人工作业方式，效率不高；在城镇规划调查方面，卫星图清晰度不高，无法获取有效的高空直观鸟瞰图，规划依据不足[1]。

无人机数码摄影测量技术是综合利用先进的无人驾驶飞行器技术、遥感传感器技术、遥控程控技术、通信技术、GPS 差分定位技术的遥感应用技术，具有自动化、智能化、专用化快速获取国土、资源、环境等空间遥感信息，完成遥感数据处理、建模和应用分析的应用技术，是继卫星遥感和普通航空摄影测量技术之后，发展起来的一种新型航空遥感技术手段，该技術具有使用成本低、操作简单、机动快速的响应能力、传感器类型丰富、成果种类多、高分辨率航空影像获取能力、航摄影像的快速处理能力等独特优势。

2 无人机技术在国土领域的应用

周期性地利用无人机遥感监测系统获取全市正射影像、数字高程模型、实景三维模型、视频影像、360度全景等成果，通过地表变化监测，提取各类专题信

息，可广泛应用于国土资源管理的各项业务中。无人机影像清晰展现国土资源分布情况，可以精确监测国土资源的位置、范围、面积、形态、利用情况等信息，可以用于国土资源调查，如土地、矿产、森林、滩涂等方面调查。

2.1 城镇规划调查

土地利用总体规划是土地资源管理中的一项重要的工作，遥感技术为其规划工作提供了便利条件，它在检查监测土地利用总体规划执行情况起到了重要的作用。而且对我们全面、准确地认识土地利用总体规划的建设及城市的可持续发展，起着越来越重要的作用。城市建设规模控制线套合在无人机获取的最新遥感图上，如果监测的建设项目都在规模控制线以内，则表明土地利用总体规划执行情况良好。随着遥感技术的不断发展，此项技术已经成为土地利用总体规划管理中的不可缺少的工具，逐渐体现了遥感技术的重要价值。

无人机获取的正射影像可广泛应用于建筑密度分布规律研究、在建工地调查、中心城市简房漏棚调查、施工占路情况、露天停车场调查、垃圾堆场的空间分布、污水治理和改造工程的补充论证、为建厂规划或改造提供影像资料等。除此以外，还可应用在铁路建设、城市的变迁、发展趋势及改造，城市图件更新上，同时还可用于城市现状调查，如土地利用现状更新、监测和巡查、土地变更调查、土地类型划分、土地执法地籍、交通、旅游资源调查，绘制城市绿化分布图、烟尘污染分布图、水污染分布图，以及城市环境调查，如三废污染、地质灾害、城市公共安全监测方面。

2.2 国土一张图更新

台州各县市一张图建库工作于2013年启动，2014年结束。基础影像底图的更新图源大多来自国土资源部下发的卫片，卫片的影像分辨率0.5～2米不等，有真彩色和全色两种，拍摄时间段大多在每年的10-12月。因该时间段的天气不够理想，拍摄出来的影像质量普遍较差，存在或多或少多云、分辨率低、色彩饱和度低等质量问题，影响一张图数据更新和专题数据叠加分析使用。

无人机影像以其时效性强、分辨率高、色彩饱和度高、质量好等优势，可以用作一张图数据库的影像底图，可以作为一张图专题数据更新的依据。

2.3 地质灾害应急

无人机获取的正射影像图可以用于灾前评估、逃离路线和灾害安置点设计、灾害点整治设计工作中。

地质灾害发生后专业人员现场调查承受次生灾害伤害风险，常规调查速度慢、精度低，限制了地质灾害救援对时效的高要求。无人机航测对起降条件要求低，灵活起飞，快速获取地面数据的特点为解决地质灾害救援中的矛盾提供了可能。利用带有后差分系统的无人机进行大比例尺航测，通过核算区域性大比例尺地形图上山区汇水面积，山谷、河流泄水量、城镇地理位置等要素，结合该地区

水文、地质情况可以初步判断哪些地区、哪些城镇易形成洪涝灾害、地质灾害并可对灾情进行评估。

在地质灾害易发生的山地地区，利用无人机航测生产的数字高程模型（DEM），结合区域上的岩层产状、破碎风化程度、堆积厚度和土壤层松散程度、河流的弯直、道路村庄分布等要素，可以初步判断是否会发生泥石流、公路边坡滑坡、滚石、洪水冲毁房屋和道路损毁等灾害以及灾害的严重程度。在地势平缓地带，利用地形图寻找地势较高的区域用于临时安置受灾群众和建立临时安置区域。根据区域内河流和道路的关联情况可事先评估洪灾发生时的道路淹没、桥梁损毁及其他情况，有利于做好防汛和其他灾害的抢险应急预案[2]。

区域地形图还可以在灾后实现最大限度地利用土地资源，保护有限的耕地面积，有利于本地区科学、可持续发展[3]。

2.4 矿产资源监管矿产资源分布较广、情况复杂，存在越界开采、超量开采的现象较多，矿产资源监管手段单一、监管频次不足、监管难度较大，也曾出现矿产储量评估弄虚作假的现象。矿产资源需要采用新技术进行监管，无人机技术是最好的选择。

使用无人机遥感正射影像，可以展示矿产资源的空间分布、其周边地形地貌条件等情况，也可清晰展示矿产开采位置（井口位置）、开采状态（开采或关闭）、开采矿种（石矿等）、开采方式（露天）、占地范围与土地类型、固体废弃物堆积范围和占用土地类型等。

通过比对不同时相的影像，可以监测矿产资源开采边界变化情况，叠加审批边界，即可知道是否有越界开采。通过周期性无人机航摄，建立不同时相的矿区实景三维模型，可以监测矿产储量的变化情况。

通过无人机航拍技术是拓展矿产资源执法的新方式，尤其是一些矿区面积大、地形复杂、地貌特征不明显的区域，能够及时有效地发现违法行为，维护矿产资源管理秩序，真正做到“发现在初始，解决在萌芽”。

2.5 不动产调查与登记

近十年，浙江省在不动产调查及信息化方面投入巨额资金，建立起城镇地籍和农村地籍、房产管理等管理系统，全市范围的不动产登记平台基本上线。不动产及其权属是动态变化的，需要周期性进行更新。利用无人机影像可以监测不动产等地物的变化情况，为不动产修补测及调查提供依据。

在不动产登记管理过程中，因城市建筑和用地情况日趋复杂，二维的地籍矢量图已逐渐不能满足管理需求，需要三维不动产数据，传统方法获取的三维数据不够真实和精准，而采用无人机倾斜摄影方法获取的高精度实影三维模型是不动产管理的最佳补充数据。无人机倾斜摄影方法制作实景三维模型，获取快速，成本较低，技术日趋成熟，在很多领域已得到广泛应用。