“北斗＋低空遥感”在城乡建设用地增减挂钩复核中的应用

曾丽娟，易普金，杨翼飞

1.广西经贸职业技术学院，广西 南宁 530021

2.广西自然资源信息中心，广西 南宁 530029

为进一步严格规范城乡建设用地增减挂钩项目实施管理，有效解决工作实践中存在的问题，确保增减挂钩工作顺利开展，研究小组利用北斗高精度定位与低空无人机遥感航摄技术融合的方式，开展城乡建设用地增减挂钩复核工作[1]。经过实际操作，研究小组发现外业“北斗+低空遥感”及集成一体化内业数据软件，更能满足质量检查要求的高符合性和强时效性等指标[2-4]。通过融合新技术优势，提高了工作效率；城乡建设用地增减挂钩成果的复核也更加直观和准确，复核成果的标准差更加均衡，工程质量检验有了切实的保证，可在同类复核项目中推广使用。

1 技术路线

研究小组依据《广西城乡建设用地增减挂钩项目拆旧区土地复垦验收技术规程》，对城乡建设用地增减挂钩项目的审批材料、合同文件、招投标文件、工程施工质量检验文件、监理资料、施工资料、竣工报告与竣工图、复核材料进行复核，利用北斗高精度定位和低空无人机遥感技术进行外业实地踏勘，内业对项目资料进行数据分析、拓扑检查、图属关系判断和地类判读，完成项目的复核工作，主要工作流程如图1 所示。

图1 “北斗＋低空遥感”城乡建设用地增减挂钩复核工作流程图

1.1 北斗/GNSS 高精度定位技术原理

利用北斗/GNSS 卫星导航定位基准站获取的实时观测数据，构建严密的数学模型，消除卫星钟差、周跳、电离层、对流层、多路径等误差的影响，使用户的实时定位精度达到厘米级。目前，广西CORS 利用VRS 技术已实现全区实时厘米级高精度定位的全覆盖[5]，主要原理见式（1）至式（3）。

式（3）中，f为接收机固定参考频率；c为光速；为整周模糊度；δρ1为电离层误差；为对流层误差；δta为卫星钟差；δtb为接收机钟差。

1.2 低空遥感技术原理

式（4）中，像点a在像空间坐标系中的坐标为（x－x0，y－y0，﹣f）；X、Y、Z为实地点坐标。

2 应用实例

此次研究通过测绘型无人机（DJI-Phantom 4 RTK）搭载的高精度定位模块和航摄功能，对百色市某土地整治项目进行复核检查。研究小组通过无人机航线设计、外业航摄、正射影像制作等流程，套合土地整治项目分类图斑进行比对分析，对土地整治项目的调查、监管、面积进行复核，为地价评估、地块经济分等定级环节提供直观、高精度和三维效果的土地整治影像和地块定位成果，提高了工作效率，提升了成果的质量。

2.1 航线设计

首先，要确保航拍过程中布设足够的像控点，保证航拍数学精度，对于无接收信号的地块，应使用无人机进行高空拍照并记录相应地块号；得到的航拍成果数量应与复核图数量一致，影像范围应大于相应地块范围，范围线内影像无缺失、拉花等影响检查判断的因素存在。其次，要综合考虑无人机搭载相机的分辨率、航摄区的地形地貌和成图比例尺需求（1 ∶1 000），确定无人机的飞行航高，根据无人机飞行参数设置、地形条件和航摄范围确定无人机飞行路径、方位和飞行航线（含重复航线）。最后，完成无人机航线设计工作。

2.2 外业航摄

设计好航线后，检查无人机状态，如操控模式、传感器状态，测试相机拍照等，确保飞行前的配置和性能无误。设置航飞参数，包括相机参数、起飞速度、航行速度、手（自）动返航、航向（旁向）重叠度、航线角度等（见表1）。选择光照充足的时间点进行航摄，如接近正午时间，日影少，成像效果佳。同时考虑到强光光晕的影响，尽量避免在日出或日落时间航飞。由于此次研究采用的是小画幅相机，因此旁向和航向飞行的重叠率要设置高些，该项目的旁向重叠率为75%，航向重叠率为80%。主要流程如下：

（1）根据复核地块分布情况制订航摄计划。

（2）实地航摄，检查航摄质量。

（3）内业解析空中三角测量。

（4）生成正射影像产品。

刘佳喘得有些哆嗦，他大概没想到，我妈真会下那么狠的手，他之前以为我妈拿的锅铲就跟他爸手里的沙袋似的，亲子活动的必备款。

2.3 正射影像图制作

将外业获取的无人机图片导入Context-Capture 软件，通过设置采样率、检查航片完整性、读取无人机自带RTK 数据（或获取POS 数据）、解析空中三角处理、模型（NewReconstruction）、生成正射影像产品（Submit New Production）、正射影像裁切等一系列步骤，完成正射影像图的制作。

表1 航飞参数设置表

2.4 影像比对判读

利用生成的正射影像图，叠加已完成的土地整治项目图斑，对复核地块逐一检查，核查工作主要包括以下内容：

（1）地类认定复核。耕地内是否包含林地、园地、杂草灌木、碎石地和未拆除棚房等非耕地，林地、园地内是否存在其他地类的复核。

（2）林地、园地郁闭度复核。对自行复垦或自然生长园地、林地郁闭度不足，复垦未清表补种植的复核。

（3）房屋、围墙等建筑物拆除复核。对耕地内房屋、围墙等应拆除未拆除的复核。

（4）坡度适宜度复核。现状内为杂草、灌木，未设计为耕地，但坡度平缓，利于复垦为耕地但未复垦的复核。

完成以上核查工作后，建立问题图斑图层，进行外业实地核实或整改。

在此次实验中发现，耕地图斑中存在非耕地的硬化地表，且面积达到了复核整改的标准。通过叠加可以清晰地发现耕地中存在非耕地（硬化地表），影像判定耕地中局部存在堆放物未清理和复核图地物与实地不符等问题。利用时效性强的低空无人机航摄影像与土地整治目标图斑的内业判读，可直观、快捷、有效地判断疑问图斑，显著提升土地整治项目复核的准确性和效率。

2.5 核查效果

利用“北斗+低空遥感”技术，实现外业高效作业，内业精准判读，能有效提高城乡建设用地增减挂钩项目复核的效率和准确性，较传统外业拍照和人工判读具有更高的准确性和效率。具体的核查效果如下。

2.5.1 外业航摄效果

利用“北斗+低空遥感”技术进行外业航摄，此次研究项目有428 个图斑，复核区域图斑分散，建立了56 个航摄分区，56 架次的飞行时长如图2 所示。若利用传统复核技术，需要到达各个待复核的图斑现场，进行多角度拍照。如果图斑现场被丛林遮挡，拍照和现场复核效果将受到影响。利用低空遥感技术，复核人员只需到图斑周边进行航摄，即可获取高分辨率影像，受交通和视线遮挡的影响小。同时，同一航摄分区的图斑可在同一时间完成航摄，每架次飞行时长较短，外业工作强度明显降低。

图2 每架次飞行时长图

2.5.2 内业核查效果

除了线状地物（道路和水渠）和坡地需要重点关注的高程信息，其他地貌图斑均可采用布设少量控制点的方式进行正射影像的制作。首先利用集成一体化内业数据软件生成正射影像，交由内业判读技术人员进行图斑叠加分析，再结合高分辨率、高现势性的遥感影像快速做出正确判断，判断图斑存在的问题及其面积大小等信息（见图3、图4）。研究小组对428 个图斑进行内业判读，发现有62 个图斑存在相应的问题。内业判读的难度显著降低，提高了内业判读效率，也提高了判读的正确率。

图3 疑问图斑问题数量图

图4 疑问图斑面积图

3 结 语

利用“北斗+低空遥感”技术制作高分辨率数字产品是当前地理空间数据采集的重要手段。利用该技术可高效地获取地面要素，获得高分辨率正射影像，减少外业控制点的布设，提高外业工作效率。采用集成一体化内业数据软件可快速生成三维可视化产品，如数字高程模型、正射影像、实景三维和全景影像等。研究小组综合利用“北斗+低空遥感”技术，从百色市某城乡建设用地增减挂钩复核项目实践中得到如下结论：

（1）综合利用“北斗+低空遥感”技术进行城乡建设用地增减挂钩项目的复核，显著降低了外业工作人员的工作强度，有效保障了质检项目的工作效率。普通技术人员经过1 周的培训，即可具备内业数据处理的能力。

（2）利用“北斗+低空遥感”技术复核图斑现势性强、可视性强、直观性强，不容易产生误判。针对土地整治项目图斑分散的现状，低空遥感技术具有良好的灵活机动性，其与北斗高精度定位相结合，减少了外业像控点的布设。在土地整治、土地开垦和土地开发等类型项目复核中具有普遍适用性。

（3）“北斗+低空遥感”技术较适用于1 ∶1 000 和1 ∶2 000 比例尺成图精度的正射影像图的制作，影像平面分辨率达5 cm，在城乡建设用地增减挂钩等以地貌图斑为主、线状地物为辅的地形图中，具有天然的应用优势。