无人机测量技术在城市土地监管中的应用

袁珂珂

（河南省商丘市夏邑县自然资源局，河南 商丘 476400）

近年来，我国国民经济迅速腾飞，城市化进程不断加快，作为一个地区经济、政治、文化的中心，城市在国民经济与社会发展当中占据着至关重要的位置。对于区域经济健康增长而言，城市的建设与发展具有重要意义。然而，在城市迅速扩张与发展的背后，也面临着土地资源利用不足等问题，为了合理利用与科学规划城市土地资源，加大城市土地资源监管水平显得尤为关键。随着科学技术的不断进步，国内外无人机技术得到了进一步发展。当无人机与倾斜摄影测量技术结合使用后，可以借助于无人机航测技术与先进的遥感数据处理技术，准确、高效地快速监测与管理城市土地利用变化情况，更好地服务于国土资源保护工作。

1 无人机测量技术的特点

无人机倾斜摄影测量技术主要依托于无人机这一载体平台，基于无人机高效、灵活的优势，将无人机与倾斜摄影测量技术充分融合，相比传统摄影测量技术而言，无人机倾斜摄影测量技术的特点如下：

第一，高效率、高质量。高效率、低成本是无人机倾斜摄影测量的主要特点，在此类测量当中主要采用无人机这个传感器搭载平台，能够迅速开展测量工作，且操作简单，具有极高的自动化程度，大幅提升了工程效率。尤其是在建立城市三维模型当中，通过该项测量技术的应用，有助于正确指导城市土地利用动态监管工作。

第二，可以充分反映地物的真实情况。无人机倾斜摄影测量可以从全方位、多角度获取地物的信息，从而观测到地物各个方向的真实情况，更加清晰、直观地掌握地物及其附近的具体情况，相比正射影像，斜射摄影测量技术可以有效克服其信息不完整的缺陷。同时，利用大量专业软件、数据处理系统，能够准确测量、计算被测物的高度、角度等信息，因此，在土地测量、工程测绘等方面得到了广泛应用。

第三，可采集建筑物侧面纹理。无人机倾斜影像测量不同于正射影像，通过倾斜影像可以较为完整地保留住建筑物侧面的纹理信息，尤其是在三维城市建模当中，通过无人机倾斜摄影技术，可以准确取得建筑物的立面纹理信息，同时通过纠偏处理，可在建筑物模型纹理映射当中直接应用，大大提升了建模的效率。

第四，数据量较小。相比传统的三维CIS技术，无人机倾斜影像具有较小的数据量，有利于传输和共享数据，加上无人机倾斜摄像具有轻量式的优点，促使此类测量技术在各个领域得到了广泛应用。

2 无人机测量技术在城市土地监管中的优势

在国土自然资源管理当中，城市土地利用动态监管是一项重要的工作内容，通过科学、有效地监督与管理，可以为城市土地资源可持续利用提供强大的保障。无人机倾斜摄影测量技术在城市土地利用动态监管当中的应用，无论是在技术方面，还是数据源，抑或数据处理平台等方面均具有较大优势，能够很好地解决当前城市土地规划与建设当中的难题。

2.1 技术优势

以往城市遥感数据可采取2种方法获取，第一，高分辨率卫星遥感影像数据；第二，借助载人飞机影像分析。但上述两种测量技术，受技术、数据处理水平等因素影响，很难迅速、准确地获取各项数据信息，尤其是对城市土地利用动态监管指导当中很难达到预期效果，难以获取完整、准确的数据源。相比之下，无人机倾斜摄影测量技术的应用，更像是高精度遥感影像数据获取方法的一种创新措施，在确保数据质量的前提下，还能大幅降低数据获取的成本。总体来讲，在城市土地利用动态监管当中积极采用无人机倾斜摄影测量技术，可以在技术层面克服传统遥感技术的不足之处，是高效、精确满足城市土地动态监管需求的重点。

2.2 数据源优势

在城市土地利用动态监管工作中，土地利用变化信息主要来源于同一区域不同时相的遥感影像数据，通过分析信息变化情况，有效指导城市土地动态监管工作，保证工作落实到位。在提取及分析变化信息当中，为了确保测量结果的准确性，必须重视动态监管的效率，提高遥感数据的要求。但在数据采集当中，正射影像仅能取得地物的顶部数据信息，无法获取高程信息，更不能进行垂直方向的高差分析。针对传统遥感影像信息不全面这一缺陷，无人机倾斜摄影测量技术可以有效弥补这一缺陷，即由数据源上下功夫，在获取数据时，通过无人机倾斜摄影测量技术可以获取地物顶部的正射信息，同时，还可以由其他侧面取得相应的数据信息，通过匹配、拼接等一系列流程，便可真实、完整地展现出地物高度信息，有助于提取、分析变化的信息。

2.3 数据处理平台优势

提供数据获取服务是无人机倾斜摄影测量技术的重点以外，通过该项测量技术，还可以实现数据处理、数据分析等功能。一般来讲，无人机倾斜影像数据处理系统主要是基于无人机飞行平台、搭载传感器在飞行过程与数据采集过程的特点，并在全面了解数据特点的基础上而开发的一项功能，相比其他影像处理系统，倾斜影像数据处理系统针对性更强。与此同时，倾斜影像数据处理平台，还可以实时更新各项技术，保证系统符合要求，能够更精准地获取测量结果，为城市土地利用动态监管提供更准确、更直观的数据处理服务。

3 无人机测量技术在城市土地监管中的应用要点

3.1 测量前的准备工作

无人机测量前期，需要对整个测量区域做好充足的准备工作，比如及时了解当天的天气情况，做好作业区环境勘察等。天气原因是影响无人机测量准确性的关键因素，因此，应在无大风、天气晴朗时期进行测量，从而保证无人机航测的安全性及影像数据的精度。通常来讲，必须在全面考虑测量区域日常太阳高度角、阴影倍数等因素的基础上确定具体的测量作业时间，只有足够了解作业区环境情况，才能保证制定的测量方案切实有效，才能顺利完成无人机测量任务。

3.2 数据采集及处理

在城市土地利用动态监管当中，为了保证获取的测量信息准确，必须进一步规范数据采集流程。当无人机达到指定高度后，便可严格按照预先设定好的航线采集被测城市土地的影像数据。完成飞行任务后，还需要做好飞行后的检查工作，比如航片质量方面、数据量方面、影像位置方面等等。若发现获取的数据不完整，需及时进行补飞处理，确保数据质量。在数据处理当中，无人机倾斜摄影测量主要采取多个相机或镜头从不同方向采集地表的数据信息，比如前面、后面、左面、右面、垂直面，随后利用纠正、平差与匹配等一系列处理方法，可以完成DSM数据的制作与分析。一般来讲，影像都是通过多张航片融合形成，在影像生成环节极易产生局部拉花、白斑等问题，为此，影像拼接处往往会出现较为显著的拼接线，为了避免影响影像的精度，此时可通过人工干预的方式进行处理，保证生成的影像能够更加符合真实地物。

3.3 监管方案的实施

在城市土地利用动态监管当中，需叠加处理提取结果、影像数据及土地利用现状矢量数据，并与现有城市规划与建设资料相结合，全面检查与分析变化区域，并对提取结果的准确性进行验证。根据变化信息提取的具体思路，基于上述数据信息获取情况实施城市土地利用动态监管方案，依托于真实的实践，准确评价此监管方案的可行性。

第一，为了保证提取的违法、违规用地数据准确、客观，必须对比分析提取的土地利用变化信息和当前的土地利用规划资料，要求叠加分析土地利用现状数据、权属登记数据和无人机测量提取到的数据，在提取结果当中剔除掉未发生变化的误提取点及发生变化的合理用地。

第二，待内业数据处理结束后，通过生成的DSM提取变化信息，并通过提取的结果分析土地利用变化情况，同时，实地调查违法用地、违规建设等问题，合理有效地提高城市用地的规范性，进一步健全土地利用监管机制。

第三，通过叠加分析结果，保留下来的土地利用变化信息数据便是城市土地利用动态监管所要获取的数据，比如无权属记录，或者无合法批准件的土地利用变化信息等。对此，应详细核实此部分数据，并进行整理与分析，并做好实地调查工作，逐一排查不合理的用地情况。

第四，完成调查工作后，需及时登记、修改那些未记录或记录错误的用地信息，并对本地数据库进行更新，及时上报存在问题的变化用地情况。

4 结束语

综上所述，通过无人机倾斜摄影测量技术的应用，可以进一步提高城市土地利用动态监管的效率、节约成本。同时，测量结果可以满足指导城市土地合理利用的需要，对于城市合理规划与建设意义重大。