陈成斌

摘  要：该文以湖北襄阳某土地确权项目为工作背景，探讨了无人机摄影测量和土地确权底图制作方法，论文详细论述了整个实施流程，包括航线设计、像控测量、矢量图采集和调查工作底图制作等，给出了立体矢量图和正射影像图的叠加结果，论文是笔者工作实践基础上的理论升华，相信对从事相关工作的同行能有所裨益。

关键词：无人机  摄影测量  确权  底图制作

中图分类号：F301.2;P237   文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）10（c）-0199-02

为了更好地解决农业、农村和农民问题，在全国范围内，陆续开展了全国农村土地承包经营权确权登记发证工作。此次登记工作的主要任务是：根据现有的土地承包合同和最新完成的农村集体土地所有权确权登记成果，查清在农村集体土地所有权范围内，每户家庭承包地块的块数、分布和面积，调查图件采用1∶2000比例尺，地块信息采集可采用图解法、实测法、航测法或是组合法进行。在该项目中，调查图件采用无人机低空摄影测量技术成图，无人机航空摄影对起降环境要求较低、航摄时间相对充裕，一天可飞行多架次，有效飞行面积大，可以根据调查底图需要，设置地面分辨率，设定飞行高度，完成航空摄影，得到原始影像，制作数字正射影像图，叠加地块矢量数据、基本农田数据、行政界线等数据制作调查底图进行权属调查工作，为农村土地承包经营权登记工作的快速开展提供了良好的调查底图基础，因此，大大提高了农村土地承包经营权颁证的工作效率，缩短了整个项目的作业工期。

1  工作区概况及作业流程

1.1 工作区概况

工作区位于湖北襄阳某试点镇，地势较为平坦，总面积约为80km2，耕地面积约为10万余亩，计划在2个月内完成约10万余亩耕地的农村土地承包经营权发证工作。由于该项目测试时间是在4月份，植被覆盖率较低，但是麦苗已经生长出来，并不是很高，所以很多不同的地块，麦苗长势也不尽相同，田地田埂、田间道路、沟渠、池塘、田坎以及居民地边界等均能在影像上清晰分辨，有益于后期承包地块的识别。基于这些原因，在作业过程中，我们考虑采用航测法和实测法相结合的方式进行农村土地承包经营权确权登记发证工作。首先采用固定翼无人机搭载数字航摄仪获取试验区的真彩色原始影像，通过POS数据解算、空三加密，制作数字正射影像，在全数字摄影测量系统上立体采集矢量数据，制作调查工作底图，这样可以大大提高作业效率，缩短了作业工期。

1.2 作业流程

该项目采用固定翼无人机搭载宾得645D数字航摄仪、机载POS进行航空摄影，获取作业区范围内的真彩色原始影像和POS数据，通过对POS数据进行解算，得到每张像片的外方位元素，通過GNSS-RTK技术进行外业像片控制测量，获取像片控制点的高程坐标和平面位置坐标。和POS解算数据一起，共同参与到空中三角测量运算中，在空中三角测量运算中，我们是利用Inpho软件进行的，将空三加密成果和DEM数据作为影像纠正的基础，制作数字正射影像，在全数字摄影测量系统下，立体采集地块边界信息，内业无法分辨及有疑问的地方，做好标记，使用GPS-PTK设备外业进行实地测量，得到比较准确的承包地块界址点位坐标，即采用航测法与局部实测法相结合的方式获取承包地块界址点点位坐标，内业采集地块边界，将地块矢量图、基本农田数据、地力等级数据等叠加到数字正射影像上，制作调查工作底图，进行外业权属调绘，对影像无法判读及权属纠纷较大的地块辅以实测检验的方法完成。该项目共飞行了3个架次，22条航线，6条构架航线，约120km2，布设像控点35个，检查点44个，制作1∶2000标准分幅数字正射影像114幅。

2  航线设计

在执行航摄任务之前，根据实地收集的数据资料，以收集到的已有大比例尺地形图数据为设计基础，根据实地要求的成图精度，地形数据参考全球90mDEM（SRTM）进行航线设计。在该实验项目中，地面分辨率设计为0.15m，航向重叠设计为65%，旁向重叠设计为35%，计算无人机的飞行高度、基线长度、旁向间隔等相关飞行参数。（1）采用专业设计软件，地形参考全球90mDEM（SRTM），根据试验区形状，采用东西方向飞行，南北方向布设构架航线，航线布设覆盖整个试验区。（2）调查图件采用1∶2000比例尺，因此在航线设计时，为确保获得更好的影像质量，地面分辨率设计为0.15m。（3）航向重叠度设计为65%，旁向重叠度设计为35%，以满足后期空三加密要求。考虑到减少外业像控工作量，采用加飞构架航线的设计方案。（4）该试验区共设计了3个飞行架次，22条航线，6条构架航线。

3  像片控制测量

3.1 像片控制点布设

该实验项目采用区域网布点方案，全都布设为平高控制点，利用航线设计图进行像片控制点的选点，布设的控制点满足以下目标条件：像片控制点布设在航向及旁向6片或5片重叠处，且位于旁向重叠中线附近，像控点刺点目标的影像明显、清晰可见，在实地及影像均能清晰标记，并易于观测，无信号遮挡或干扰。

3.2 像片控制点及检查点的施测

像控点及检查点的联测，利用湖北襄阳连续运行基准站网系统支持下的网络RTK技术进行施测，每个点位观测3次取平均数。在该项目中，所有布设的像控点均是平高控制点，简称P，并布设了部分检查点，像控点施测完毕，利用检查点进行检查，经检查，测得的像控点均符合后期空三加密的精度要求。在进行像点的整饰、像控点施测时，对施测现场进行拍照，从不同角度拍摄远景及近景照片，完成后，制作像控点点之记。

3.3 空三加密

该项目采用Inpho软件进行空三加密，Inpho软件是比较常用的航空摄影处理软件，自动匹配、处理效率较高，使用便捷等，自动匹配连接点的功能比较强大，甚至在水域、森林、沙漠等特征点较少的区域也可进行较好的匹配。首先根据测区概况建立工程，加入相机参数，将数据进行转换并生产金字塔，划分航带。空三通过自动连接点匹配算法，针对框幅式数据设置各项参数，然后软件并行式处理各项任务。影像匹配完成后，即可生成相对定向报告，分为航带内立体相对、航带内三度连接以及航带间连接3个部分。然后将解算后的POS数据和外业像片控制点数据导入工程，先添加测区四角控制点或多个控制点，进行初步平差，可有效地将测区平移至控制点范围，之后在控制点列表中直接双击某控制点，即可弹出该对控制点对应的影像，并很好地预测相应的位置。

3.4 正射影像制作

以数字高程模型（DEM）数据成果和空三加密成果为基础，对原始影像进行纠正，首先生成像对正射影像，然后在单个模型中，选择影像色彩鲜艳、色调均匀、亮度饱满的像片生成正射影像，然后逐张生成单片正射影像。

4  矢量图采集

该实验区采用航天远景软件进行，将空三成果导入航天远景全数字摄影测量工作站，由于无人机航空摄影获取的高精度DOM清晰度较高，同时影像获取时间是在12月份，各类地物的遮挡较小，对影像的内业判绘极为有利，在立体状态下，承包地块边界、道路边线、田埂、沟渠、居民地轮廓等地物清晰可见，地势的高低起伏可以明显区分，对于陡坎，赋予高程以区分陡坎上下;田地田埂清晰可见，可直接采集承包地块边界，对于地类相同，田埂无法分辨的，需进行外业实地采集。道路、沟渠、河流、居民地等边界线在立体状态下可以准确采集，对内业无法判绘或判绘不准的地物进行外业实地调绘、测量，再根据实地调绘采集的数据信息进行相应影像图和立体矢量图的确认。

5  调查工作底图制作

对立体采集的包括地块、水系、道路、居民地等图层组成的矢量数据，进行图形编辑，依据数据入库的要求，采用不同特征的线段、线型、单元符号，将权属界线一一连接，形成权属图。将所得到的结果，也就是权属图再按照《GBT 20257.1-2007国家基本比例尺地图图式第1部分：1∶500 1∶1000 1∶2000地形图图式》的要求，进行图面的注记和整饰，形成矢量图形，套合正射影像数据、收集到的行政界线、基本农田信息数据，打印成1∶2000比例尺调查工作底图。在工作过程中采用全数字摄影测量系统进行立体采集地块边界，相比较图解法而言，精度较高。实地采集地块图、矢量图与影像的叠加图具体情况如图1所示。

6  結语

与传统的有人机航空摄影相比，无人机具有价格低廉、作业高效、飞行高度低等优势，可快速获取清晰的精度较高的影像数据信息，同时采用POS辅助航空摄影可大大减少外业的工作量，降低生产成本，拥有非常可观的经济性，高科技的无人机在航空摄影测量方面的使用越来越广泛，由此制成的数字正射影像产品在土地调查中发挥着极其重要的作用。

参考文献

[1] 张可.基于3S技术的农村集体土地所有权确权登记方法研究[D].吉林大学，2016.

[2] 洪亮，周志成，方敏，等.低空无人机航摄平台的探索与实践[J].测绘地理信息，2013，38（3）：77-79.

[3] 冯新伟.土地利用现状遥感更新外业调查方法研究[J].国土资源科技管理，2015，22（6）：69-72.