摘要：國(guó)土調(diào)查是重大國(guó)情國(guó)力調(diào)查，為解決傳統(tǒng)外業(yè)調(diào)查舉證方法短板，通過實(shí)踐對(duì)比，利用無人機(jī)遙感技術(shù)在性方面有著顯著優(yōu)勢(shì)。主要體現(xiàn)在圖斑信息獲取、利用現(xiàn)狀調(diào)查、海島影像舉證、無法到提高調(diào)查效率、準(zhǔn)確性、安全性以及經(jīng)濟(jì)達(dá)或視線遮擋圖斑影像舉證等方面的具體應(yīng)用，展示了無人機(jī)技術(shù)在國(guó)土調(diào)查領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用前景。無人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用能夠提升國(guó)土調(diào)查外業(yè)舉證工作的質(zhì)量和效率，大幅降低調(diào)查成本，確保調(diào)查數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和現(xiàn)勢(shì)性，滿足國(guó)土調(diào)查工作的需求，為實(shí)現(xiàn)高效地空協(xié)同提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：無人機(jī)遙感外業(yè)舉證國(guó)土調(diào)查國(guó)土變更調(diào)查

ApplicationofUnmannedAerialVehicleRemoteSensingTechnologyinFieldEvidenceCollectioninLandSurvey

CHENYongjie1，2HANMingyang1，2RENLulin1LIGuangda1XINChanghe1LUEn’guo1*

1.YantaiCenterofCoastalZoneGeologicalSurvey，ChinaGeologicalSurvey，YantaiCity，ShandongProvince，264000China;2.ObservationandResearchStationofLand-SeaInteractionFieldintheYellowRiverEstuary，MinistryofNaturalResourcesofthePeople’sRepublicofChina，YantaiCity，ShandongProvince，264000China

Abstract：Landsurveyisanimportantnationalsituationandnationalstrengthsurvey.Inordertosolvetheshortcomingsoftraditionalfieldsurvey，throughpracticalcomparison，usingUnmannedAerialVehicle（UAV）RemoteSensingtechnologyhasobviousadvantagesinaccuracy.Itismainlyreflectedinthespecificapplicationsofspotinformationacquisition，utilizationsurvey，islandimageevidence，inaccessibleorline-of-sightocclusionspotimageevidence，etc.，whichshowsthewideapplicationprospectofUAVtechnologyinthefieldoflandsurvey.TheapplicationofUAVRemoteSensingtechnologycanimprovethequalityandefficiencyoffieldworkinlandsurvey，greatlyreducethesurveycost，ensuretheaccuracyandcurrentsituationofsurveydata，meettheneedsoflandsurveywork，andprovidestrongtechnicalsupportforrealizingefficientground-aircollaboration.

KeyWords：UAVRemoteSensing;Fieldevidencecollection;Landsurvey;Landchangesurvey

國(guó)土調(diào)查是我國(guó)制定經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展重大戰(zhàn)略規(guī)劃、重要政策舉措的根本依據(jù)，國(guó)土調(diào)查主要包括全國(guó)國(guó)土調(diào)查、國(guó)土變更調(diào)查和專項(xiàng)調(diào)查。依據(jù)《土地調(diào)查條例》第六條規(guī)定，國(guó)家根據(jù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展需要，每十年進(jìn)行一次全國(guó)土地調(diào)查；根據(jù)土地管理工作的需要，每年進(jìn)行土地變更調(diào)查。因此國(guó)土調(diào)查也是一項(xiàng)具有延續(xù)性的政府例行工作，此項(xiàng)工作要求全面精準(zhǔn)地查清全國(guó)國(guó)土現(xiàn)狀，需要外業(yè)實(shí)地采集大量圖斑影像用于圖斑舉證，以確保國(guó)土調(diào)查數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，使用傳統(tǒng)的人工調(diào)查舉證方法，難以滿足國(guó)土調(diào)查要求，因此迫切需要進(jìn)一步改進(jìn)外業(yè)調(diào)查舉證方法，以滿足國(guó)土調(diào)查需要。近年來，隨著無人機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展及其在多行業(yè)中廣泛應(yīng)用，無人機(jī)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)逐步凸顯。將無人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)用于國(guó)土調(diào)查工作中，可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)調(diào)查方法短板，大幅度提升工作效率，增加調(diào)查準(zhǔn)確性，同時(shí)減少人力、物力、財(cái)力的投入，減輕各級(jí)政府經(jīng)費(fèi)投入壓力。

1國(guó)土調(diào)查工作

1.1調(diào)查目的及意義

國(guó)土調(diào)查目的是全面查清全國(guó)土地利用狀況，掌握真實(shí)準(zhǔn)確的土地基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，健全土地調(diào)查、監(jiān)測(cè)和統(tǒng)計(jì)制度，強(qiáng)化土地資源信息社會(huì)化服務(wù)，保障國(guó)民經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)健康發(fā)展和國(guó)土資源管理工作需要[1]。國(guó)土調(diào)查工作按照全國(guó)統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)、部門分工協(xié)作、地方分級(jí)負(fù)責(zé)、各方共同參與的原則組織實(shí)施，主要由縣級(jí)以上人民政府國(guó)土資源主管部門會(huì)同同級(jí)有關(guān)部門進(jìn)行國(guó)土調(diào)查外業(yè)舉證工作，實(shí)地調(diào)查圖斑利用狀況及其變化情況、土地權(quán)屬及變化情況、土地條件等內(nèi)容，更新圖斑相關(guān)信息，全面掌握全國(guó)國(guó)土現(xiàn)狀，從而得到自然資源空間分布、數(shù)量、質(zhì)量及權(quán)屬等關(guān)鍵信息，以滿足自然資源管理工作的需要。國(guó)土調(diào)查是全面查實(shí)查清土地資源的重要手段，是耕地保護(hù)和糧食安全責(zé)任制考核的重要數(shù)據(jù)來源，對(duì)貫徹落實(shí)耕地保護(hù)制度，提升國(guó)土資源管理精準(zhǔn)化水平，支撐和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展等均具有重要意義。

1.2調(diào)查難點(diǎn)

國(guó)土調(diào)查工作需要以1∶10000地形圖制作工作底圖，依據(jù)行政界線，土地權(quán)屬界線，線狀地物或?qū)⑼恋乩妙愋图暗孛不鞠嗨?，水土流失類型大致相同的地塊歸并為一類，作為基礎(chǔ)的調(diào)查單元，并在工作底圖上逐一勾繪，最終將整個(gè)工作底圖勾繪分割為若干個(gè)小區(qū)域，這樣勾繪出的小區(qū)域叫做圖斑，依據(jù)工作要求圖上最小圖斑面積不小于0.5cm2，實(shí)地面積0.5km2；最大不超過50cm2，實(shí)地面積50km2。為避免衛(wèi)星依據(jù)遙感影像對(duì)圖斑地類的誤判或圖斑邊界繪制不準(zhǔn)確，要求技術(shù)人員將底圖導(dǎo)入平板電腦，調(diào)查人員攜帶平板電腦實(shí)地逐圖斑采集舉證影像、調(diào)查圖斑地類、標(biāo)注各類屬性、勾繪圖斑邊界，但我國(guó)國(guó)土遼闊，地形地貌復(fù)雜，難以保證外業(yè)實(shí)地調(diào)查舉證全覆蓋。以第三次全國(guó)國(guó)土調(diào)查（以下簡(jiǎn)稱“三調(diào)”）為例，“三調(diào)”歷時(shí)3年，先后21.9萬(wàn)調(diào)查人員參與，各級(jí)投入財(cái)政經(jīng)費(fèi)超過210億元，“三調(diào)”圖斑有2.95億個(gè)[2]。在“三調(diào)”圖斑有2.95億個(gè)中需要舉證的圖斑有1.24億個(gè)，面對(duì)如此_{v2Nt+QR8NS+SWD7LzHk29IzW12QZhwF5KEFUGWDpP3A=}巨大的外業(yè)影像舉證工作量，使用傳統(tǒng)人工實(shí)地調(diào)查舉證方法效率低下、精度不高，難以滿足國(guó)土調(diào)查時(shí)效性要求，且人力、物力、財(cái)力耗費(fèi)巨大，各級(jí)政府財(cái)政經(jīng)費(fèi)投入面臨壓力。尤其是在外業(yè)核查環(huán)節(jié)，因外業(yè)核查旨在及時(shí)發(fā)現(xiàn)和糾正地方調(diào)查錯(cuò)誤，督促地方如實(shí)上報(bào)變更的調(diào)查數(shù)據(jù)，保證變更調(diào)查成果質(zhì)量[3]。尤其是對(duì)于地方上報(bào)數(shù)據(jù)中涉及實(shí)地?zé)o法到達(dá)、承諾舉證的圖斑須逐一進(jìn)行核實(shí)，同時(shí)核查的時(shí)效性要求更高，因此打破傳統(tǒng)調(diào)查方法，如何提高調(diào)查效率成為國(guó)土調(diào)查工作的首要難題，進(jìn)一步改進(jìn)調(diào)查方法已經(jīng)迫在眉睫。

2無人機(jī)遙感技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

無人機(jī)是一種能夠在地面空間進(jìn)行飛行的無人駕駛飛機(jī)，與傳統(tǒng)航空相比，其具有重量輕、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)。無人機(jī)的類型主要分為固定翼無人機(jī)、無人直升機(jī)、多旋翼無人機(jī)、無人飛艇四種類型。固定翼無人機(jī)多采用的是電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其具有拆卸便捷、噪聲干擾小、隱蔽性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)；無人直升機(jī)的優(yōu)勢(shì)是垂直起降、懸停、能夠?yàn)楣こ虦y(cè)繪提供較多便捷；多旋翼無人機(jī)利用多個(gè)推進(jìn)器協(xié)調(diào)工作，從而實(shí)現(xiàn)在空中懸停的功能；無人飛艇主要是通過控制空氣浮力實(shí)現(xiàn)飛行，適用范圍較廣。無人機(jī)技術(shù)可快速獲取監(jiān)測(cè)區(qū)域動(dòng)態(tài)信息，提高自然資源的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)水平[4]。在國(guó)土調(diào)查工作中，使用無人機(jī)遙感技術(shù)調(diào)查是一種新興的調(diào)查方法，相比傳統(tǒng)的人工調(diào)查方法，無人機(jī)遙感技術(shù)具有多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)。

2.1高效性

傳統(tǒng)調(diào)查舉證方法需要人工到達(dá)圖斑實(shí)地拍攝舉證影像，但大部分圖斑交通不便，人工實(shí)地拍攝舉證影像耗時(shí)耗力。利用無人機(jī)遙感技術(shù)可實(shí)現(xiàn)在短時(shí)間內(nèi)完成大面積的高清影像舉證工作，大幅度提高調(diào)查舉證效率，且土地利用現(xiàn)狀更加直觀，最大限度縮短調(diào)查舉證時(shí)間，以保持調(diào)查數(shù)據(jù)時(shí)效性。

2.2準(zhǔn)確性

無人機(jī)遙感技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)舉證影像的厘米級(jí)精度定位，相比使用傳統(tǒng)的手機(jī)、平板電腦等設(shè)備拍攝影像，使用無人機(jī)遙感技術(shù)進(jìn)行影像舉證定位更加精準(zhǔn)，更有利于準(zhǔn)確繪制圖斑邊界。同時(shí)，無人機(jī)可以在高空、重障礙等人類難以到達(dá)的地方實(shí)現(xiàn)舉證數(shù)據(jù)采集，提供更加準(zhǔn)確的DOM、DSM、實(shí)景三維模型測(cè)繪成果，提升舉證范圍和深度。

2.3安全性

利用無人機(jī)遙感技術(shù)可在復(fù)雜危險(xiǎn)的環(huán)境中采集舉證影像，相對(duì)傳統(tǒng)調(diào)查舉證方法避免了人員的傷亡風(fēng)險(xiǎn)，減少無法完成影像舉證的概率，打破了傳統(tǒng)調(diào)查舉證方法的局限性，提高了數(shù)據(jù)的完整性。

2.4經(jīng)濟(jì)性

結(jié)合以往國(guó)土外業(yè)調(diào)查舉證工作實(shí)際情況來看，整個(gè)過程產(chǎn)生的成本較高[5]。主要成本集中于人工成本，相比傳統(tǒng)人工調(diào)查舉證方法，采用無人機(jī)遙感技術(shù)的成本更低。無人機(jī)遙感技術(shù)可在短時(shí)間內(nèi)完成大面積的影像舉證任務(wù)，減少人員和車輛的投入，大幅度降低調(diào)查舉證經(jīng)濟(jì)成本。在調(diào)查工作中，一名普通的無人機(jī)操控手每天可完成約180個(gè)圖斑舉證工作，一名專業(yè)且熟練的無人機(jī)操控手每天可完成約240圖斑舉證工作，相比傳統(tǒng)的人工調(diào)查舉證方式，工作效率得到大幅提升，能夠減少人員投入從而降低調(diào)查成本。

3無人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用

面對(duì)國(guó)土調(diào)查范圍廣，且圖斑分散的工作實(shí)際，輕便小巧的小型多旋翼無人機(jī)在國(guó)土調(diào)查中的應(yīng)用最為廣泛，目前在國(guó)土調(diào)查外業(yè)舉證工作中所使用機(jī)型多為大疆悟Inspire系列（Inspire1、Inspire2）；御mavic系列（Mavicpro、Mavic2）；精靈phantom4系列（Phantom4ProV2.0）。

3.1圖斑信息精準(zhǔn)獲取

國(guó)土調(diào)查工作要求最小調(diào)查圖斑面積應(yīng)符合建設(shè)用地和設(shè)施農(nóng)用地實(shí)地面積200m2；農(nóng)用地（不含設(shè)施農(nóng)用地）實(shí)地面積400m2。其他地類實(shí)地面積600m2，荒漠地區(qū)可適當(dāng)減低精度，但不應(yīng)低于1500m2。在實(shí)際調(diào)查工作中，對(duì)于有更高管理需求的地區(qū)，建設(shè)用地調(diào)查精度要求更高。無人機(jī)所搭載高精度RTK定位模塊，已達(dá)到厘米級(jí)高精度定位，以及相機(jī)云臺(tái)與RTK模塊的微秒級(jí)時(shí)間同步，單架次即可完成2km2的免像控測(cè)繪作業(yè)，可將其應(yīng)用于國(guó)土面積精準(zhǔn)測(cè)量。通過高精度定位所繪制的圖斑邊界更為準(zhǔn)確，權(quán)屬劃分更加明確，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)圖斑信息的高精度獲取，以滿足更高管理需求。同時(shí)，利用無人機(jī)遙感技術(shù)能夠更方便地調(diào)整測(cè)繪方位和平均海拔，合理補(bǔ)齊傳統(tǒng)人工拍攝的短板[6]。

3.2圖斑利用現(xiàn)狀調(diào)查

無人機(jī)可以搭載高分辨率的可見光相機(jī)，多種機(jī)型已擁有高倍混合變焦能力，可在十余米距離外，識(shí)別幾毫米的物體，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離情況下確認(rèn)圖斑實(shí)地利用狀況。還可通過搭載多光譜相機(jī)，對(duì)耕地農(nóng)作物的種植種類、密度、長(zhǎng)勢(shì)等信息進(jìn)行精準(zhǔn)掌握，實(shí)現(xiàn)像元尺度的早、中、晚稻識(shí)別，通過對(duì)圖斑利用現(xiàn)狀準(zhǔn)確調(diào)查，最終得到耕地種植面積估算結(jié)果，為糧食種植補(bǔ)貼資金的準(zhǔn)確發(fā)放提供了科學(xué)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)和值得信賴的數(shù)據(jù)參考，也為耕地保護(hù)提供更多元化的數(shù)據(jù)支撐。

3.3近岸海島影像舉證

我國(guó)海岸線綿延數(shù)萬(wàn)公里，海島眾多，海島總體呈現(xiàn)“近岸多、遠(yuǎn)岸少”的特點(diǎn)，但大部分海島無便捷通航，導(dǎo)致在國(guó)土調(diào)查外業(yè)舉證過程中對(duì)海島的調(diào)查舉證困難，傳統(tǒng)調(diào)查中通常采取租賃船只登島的方式進(jìn)行調(diào)查舉證，大幅度增加調(diào)查舉證時(shí)間與成本，使用無人機(jī)遙感技術(shù)調(diào)查能夠有效解決這一難題。采用微型多旋翼無人機(jī)可以完成常見近岸海島的調(diào)查舉證工作。例如：大疆御3型無人機(jī)，單架次續(xù)航能力超40min，高清圖傳距離可達(dá)15km，能夠滿足大部分近岸海島的調(diào)查舉證需求。采用固定翼無人機(jī)能夠完成更遠(yuǎn)距離海島調(diào)查舉證，有效降低調(diào)查成本提高作業(yè)效率。

3.4無法到達(dá)圖斑影像舉證

在國(guó)土調(diào)查外業(yè)舉證過程中，經(jīng)常遇到圖斑區(qū)域無法進(jìn)入，甚至人類無法涉足的情況，如圍墻圈起、大門緊鎖的場(chǎng)地，或荒山、密林等重障礙區(qū)。外業(yè)調(diào)查過程中無法進(jìn)入的圖斑，利用無人機(jī)不受地形影響的機(jī)動(dòng)性優(yōu)勢(shì)，飛抵圖斑上方進(jìn)行舉證影像采集，準(zhǔn)確判定地類、屬性等信息，從而確保國(guó)土調(diào)查數(shù)據(jù)的完整性和真實(shí)性。

3.5視線遮擋圖斑影像舉證

在國(guó)土調(diào)查外業(yè)舉證過程中，使用傳統(tǒng)人工調(diào)查方法，經(jīng)常遇到農(nóng)作物或雜草遮擋視線，導(dǎo)致無法識(shí)別圖斑內(nèi)情況，只局限于在圖斑外圍或邊緣遠(yuǎn)距離觀察，無法準(zhǔn)確完整了解圖斑整體情況。面對(duì)這種調(diào)查環(huán)境，可利用無人機(jī)遙感技術(shù)高空優(yōu)勢(shì)，飛抵圖斑上空進(jìn)行鳥瞰，可更加精準(zhǔn)完整了解圖斑現(xiàn)狀，相比傳統(tǒng)調(diào)查方法視角上具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。

3.6面積較大圖斑影像舉證

對(duì)于面積過大的圖斑，利用傳統(tǒng)調(diào)查方法舉證需耗費(fèi)大量時(shí)間，而且需要大量舉證影像才能完整反映圖斑利用狀況。以山東省、江蘇省、安徽省、上海市2022年度國(guó)土變更調(diào)查國(guó)家級(jí)外業(yè)核查為例，經(jīng)測(cè)算，對(duì)面積在20畝以上的圖斑進(jìn)行外業(yè)舉證過程中，使用無人機(jī)遙感技術(shù)調(diào)查舉證對(duì)比傳統(tǒng)方法調(diào)查舉證，調(diào)查舉證時(shí)間可縮短2/3，舉證影像數(shù)量減少25%，大幅度提高作業(yè)效率，減少內(nèi)業(yè)舉證影像核查的工作壓力。

4無人機(jī)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

隨著無人機(jī)研發(fā)技術(shù)逐漸成熟，制造成本大幅降低，無人機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，同時(shí)正在以日新月異的速度發(fā)展，未來無人機(jī)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾方面。

4.1智能化

無人機(jī)技術(shù)正在向人工智能化邁進(jìn)，未來的無人機(jī)將搭載更加先進(jìn)的傳感器和飛行控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)智能高效的測(cè)繪工作，甚至無須人工干預(yù)，可自主完成復(fù)雜任務(wù)。通過部署無人機(jī)機(jī)場(chǎng)，可實(shí)現(xiàn)特定范圍內(nèi)的快速反應(yīng)，完成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集。

4.2規(guī)?；?/p>

目前無人機(jī)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)自主充電、自主維護(hù)等功能，無須人工過多干預(yù)。未來的無人機(jī)將具備集群式自主協(xié)同作業(yè)能力，使作業(yè)效率有更大的突破，實(shí)現(xiàn)自主國(guó)土利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和評(píng)估預(yù)警功能，為自然資源管理和督察執(zhí)法提供實(shí)時(shí)精準(zhǔn)數(shù)據(jù)服務(wù)。

4.3多樣化

隨著無人機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展，未來的無人機(jī)將具備豐富的軟硬件擴(kuò)展性，可以更靈活精準(zhǔn)地滿足不同行業(yè)的需求，凝聚小巧便攜、強(qiáng)悍性能、豐富拓展等優(yōu)勢(shì)于一身，在國(guó)土調(diào)查工作中不僅用于外業(yè)舉證，還可以用于國(guó)土調(diào)查的底圖制作、專項(xiàng)調(diào)查等國(guó)土調(diào)查環(huán)節(jié)，開啟輕便作業(yè)新時(shí)代。

5結(jié)論

本文對(duì)無人機(jī)遙感技術(shù)在國(guó)土調(diào)查外業(yè)舉證中的優(yōu)勢(shì)、應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了積極探索。證明了將無人機(jī)遙感技術(shù)運(yùn)用至國(guó)土調(diào)查外業(yè)舉證工作中，相較于傳統(tǒng)調(diào)查舉證方式在經(jīng)濟(jì)、效率、安全、準(zhǔn)確等方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)，且應(yīng)用場(chǎng)景廣泛，因此，應(yīng)大力推廣無人機(jī)遙感技術(shù)在國(guó)土調(diào)查外業(yè)舉證工作中的應(yīng)用，充分發(fā)揮無人機(jī)遙感技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，彌補(bǔ)傳統(tǒng)調(diào)查方法短板，大幅度提升工作效率，節(jié)省調(diào)查成本，實(shí)現(xiàn)完整精確的國(guó)土調(diào)查數(shù)據(jù)采集，以確保全國(guó)國(guó)土調(diào)查數(shù)據(jù)和國(guó)土資源綜合監(jiān)管平臺(tái)基礎(chǔ)信息的準(zhǔn)確性和現(xiàn)勢(shì)性，從而滿足國(guó)土資源管理和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需要。未來的無人機(jī)將更加智能化、多功能化、大規(guī)?；?，定能為國(guó)土調(diào)查工作帶來更加便利精準(zhǔn)的技術(shù)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)高效地空協(xié)同。

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