无人机遥感技术在土地执法工作中的应用探讨

李书航

华北水利水电大学乌拉尔学院 河南 郑州 450000

土地执法是国土资源管理重要工作，目前土地执法管理中面临问题主要有执法任务重、执法难度大、执法监管效率低，解决土地执法中存在问题是当前急需解决问题。陈学业[1]运用3S、视频技术以及物联网技术进行土地执法监管。构建了土地执法监察体系，该体系是由“监测→核查→执法→监督→评价”五个阶段组成，利用物联网技术将现场采集信息传输到服务器端进行数据处理。该技术为土地执法监管提供了新的解决思路，但是由于采用物联网技术需要进行动态进行传感器信息更新管理，增加了土地执法管理成本。韩杰[2]分析了土地执法中使用卫星遥感影像技术进行监管，但存在监管效率低、准确度低问题。为解决这一问题，分析了无人机遥感技术在土地执法监管中应用，指出无人机遥感技术土地资源监管中关键技术有航飞任务规划、遥感关键软件开发以及航飞实时监测技术。无人机遥感在土地执法监管中具有监管效率高、投入成本低等优点，本文详细分析无人机遥感技术在土地执法工作中应用，为土地执法提供新的思路。

1 无人机遥感技术

无人机英文名为unmanned aerial vehicle(UAV)，是一种无人驾驶航空器，是由动力装置、导航模块组成，使用无线遥感控制设备进行远程控制。UAV经过几十年的发展已有50多个国家拥有该设备，著名的有中国“ASN”、美国“全球鹰”、英国的“凤凰”等。无人机装置遥感设备后形成了无人机遥感技术，该技术是将无人驾驶飞行器技术、遥感传感器、GPS定位、遥感应用技术等集中在一起，能够快速进行空间遥感信息采集。图1为无人机遥感系统组成示意图。

图1 无人机遥感系统组成[3]

无人机遥感系统中无人飞行器基体材料是由钢、铝合金材料组成，还使用了高强度复合材料。随着遥感系统要求越来越高，对飞行器提出了超高飞行、远程飞行、静音等指标提出了更高要求。目前无人机遥感飞行多采用普通翼、三角翼混合设计提高了飞行器稳定性。

飞行控制与导航系统是无人机飞行关键技术。飞行控制器控制、导航直接影响到遥感信息质量。目前所使用的遥感飞行控制与导航系统主要采用经典的单回路频域控制方式进行管理。随着遥感飞行器应用场景逐渐复杂，传统的控制方式已经不能满足需求，神经网络算法、非线性算法的在飞行器控制管理中得到有效应用，大大提高了飞行控制质量。

无人机遥感信息中数据存储技术包括传输遥感设备信息，主要传输无人机GPS、速度、高度、方向、电量、测量数值、采用遥感图像信息。由于无人机信息采集所处环境不稳定，导致采集信息可能出现传输数据不及时，为解决这一问题设计了多种信息压缩算法进行数据传输。

2 无人机遥感技术在土地执法工作中应用

2.1 无人机遥感技术在土地执法中特点

土地执法中需要对各个环节进行数据测量、影像采集，传统的执法方法已经不能满足监管需求。无人机遥感技术应用到土地执法中优点有：

（1）无人机遥感技术效率高。土地执法中需要测量数据、地理定位，采用传统的测量方式存在测量效率不高、易出错问题，无人机遥感技术应用能够快速进行测量数据采集、定位信息获取，提高了数据采集效率。

（2）使用灵活方便。与传统航拍相比，无人机具有体积小、携带方便、无需配置专业飞机停落场，对于地理位置复杂的场地非常适合使用无人遥感技术进行测量。

（3）分辨率高。无人机遥感测量技术分辨率已经达到0.2-0.4m,结合图像处理技术能够实现测量图像处理，对于遮挡物处理，可以从多个角度进行拍摄，从而实现了测量精度。

（4）成本低。无人机制造材料成本低、操作人员素质要求不高、制造成本低、维护与保养成本低。

2.2 无人机遥感技术在土地执法中应用

针对宝鸡市眉县汤峪镇土地执法管理难度大问题，何振嘉[4]使用无人机遥感技术进行了土地执法管理，使用大疆精灵3A进行拍摄，无人机工作参数为飞行时间23min、相机像素1240万、飞行高度5000m、飞行速度16m/s、设备总质量1280g。拍摄图像使用Google Earth软件进行处理。应用结果表明使用无人机遥感技术能够快速进行土地执法监管，但是存在受航拍天气影响。

陈博明[5]研究了无人机遥感技术在环境污染治理中应用情况。从植被指数监测、土壤污染监测、大气污染监测以及水污染监测进行详细分析，研究结果表明无人机遥感技术在土地执法中需要改善地方有多源遥感数据融合、遥感参数反演效果提升、遥感建模尺度效应提升、遥感产品自动化管理水平提升、遥感监测平台方式构建。孙在宏[6]针对土地监管效率低问题，构建了土地动态监管系统，该系统是由监控调度中心和巡查系统组成。图2为系统架构图。

图2 土地动态监管系统架构图

所设计的土地动态监管系统利用土地动态巡查车进行现场数据采集包括卫星数据、遥感卫星数据以及执法监管先关数据库查询，最终分析出土地违法情况。该方法能够快速进行土地动态监管，然而灵活性不够高。

有关无人机遥感技术图像恢复研究主要有丁小奇[7]进行了基于改进SURF算法无人机影像特征匹配算法分析。SURF算法核心是对图像特征点进行特征匹配，通过分析图像旋转、尺度变换、亮度等进行匹配。然而是实际应用中发现SURF算法在进行图像处理中存在算法匹配精度不高问题，提出了将改进自适应高斯模糊算法应用到SURF算法中，仿真结果表明改进的SURF算法能够提高拼接图片精度。

3 结语

目前无人机遥感技术在土地执法中已得到广泛应用，但是应用过程中仍存在一些问题，主要是采集图像信息受天气影响比较高以及执法评价方法尚未健全。