摘要：农村土地承包经营权确权登记工作是目前国家高度重视的工作，农村承包地块信息的快速获取是一个难点工作，已成为影响农村土地承包经营权确权登记工作的瓶颈问题。根据无人机低空摄影测量具有高灵活性、高时效性等优点，本研究利用无人机低空摄影测量数据提出了一套农村承包地块信息快速获取的方法流程，主要包括准备工作、数据采集、影像数据处理及承包地块信息提取四个步骤。同时，对该套方法流程进行了总结，与传统方法相比，该方法提高了效率、降低了成本，在农村承包地块信息获取过程中有较好的应用前景。
　　关键词：航空摄影测量;无人机;承包地块;地籍测量
　　引言
　　开展农村土地承包经营权确权登记发证工作，事关亿万农民的切身利益。2013年中央1号文件明确提出：“健全农村土地承包经营权登记制度，强化对农村耕地、林地等各类土地承包经营权的物权保护。用5年时间基本完成农村土地承包经营权确权登记颁证工作，妥善解决农户承包地块面积不准、四至不清等问题。”为把这项工作做细、做实，真正做到确实权、颁铁证、定民心，农业部组织编制了《农村土地承包经营权调查规程》(NY/T2537-2014)、《农村土地承包经营权要素编码规则》(NY/T2538-2014)和《农村土地承包经营权确权登记数据库规范》(NY/T2539-2014)3个行业标准，并于2014年2月以农业部公告2062号公布实施。[1]
　　目前，农村土地承包经营权确权登记颁证工作是国家高度重视的工作。在相关工作中，承包地块信息的快速获取是一个难点工作，因承包地块涉及面广、测量工作量大，已成为影响农村土地承包经营权确权登记颁证工作的瓶颈问题。地籍测量工作为确权登记颁证工作提供了基础地理数据，为确权登记发证工作的顺利进行提供了技术保障。传统的地籍测量方法工作效率低、成本高，本文中提到的方法主要是使用无人机低空摄影测量、GPS-RTK等技术，实现承包地块信息的快速获取，提高了地籍测量工作的效率、降低了工作成本。无人机低空摄影测量的优势主要在于获取高分辨率影像能力强、机动灵活性更高、影像资料的时效性强、使用成本低等，在成本和效率方面与外业实测相比，简直不能相提并论。
　　本文阐述的是借助无人机低空摄影测量数据实现农村承包地块信息的快速获取。
　　1 技术思路
　　传统地籍测量方法费时费力的一个主要原因是需要进行大量的野外工作，本文中提到的使用无人机低空摄影测量技术则是将尽可能多的作业内容转移到室内，同时提高数据处理的自动化程度，从而实现提高工作效率的目的。
　　该思路是通过低空无人机采集作业区的影像数据，同时通过GPS-RTK获取影像控制点的坐标信息，将符合要求的影像数据通过软件进行处理得到高精度的正射影像，对正射影像进行矢量化，在室内完成界址点与界址线的矢量化工作。无人机低空摄影测量技术获取承包地块信息的作业过程，主要分为外业获取数据及内业处理数据两部分。
　　1.1 外业获取数据
　　外业获取数据主要是使用具有一定负载能力的无人机平台搭载数码相机，对待测区进行低空摄影测量作业，获取待测区的航空影像。
　　将GPS设备连接连续运行参考站(Continuous Operational Reference Station，简称CORS)后，在测区内进行GPS-RTK测量，获取低空无人机影像中控制点的坐标。
　　1.2 内业处理数据
　　使用INPHO软件对采集到无人机影像数据进行处理，主要目的是得到正射影像。将得到的正射影像使用ArcGIS进行矢量化，并添加属性信息，从而得到较为完整的界址点及界址线信息。
　　2 实施过程
　　2.1 实施区概况
　　本文中提出的使用无人机低空摄影测量技术获取农村承包地块信息的技术，将实施区选择在了徽县江洛镇。
　　江洛镇位于徽县西北部国道316线与省道江武路交汇处，是通陕入川的咽喉要塞，东距徽县县城42公里，南临成县县城20公里，北接天水，距新建的成州机场、成武高速、十天高速出口都在10公里的范围内，交通十分便利。全镇总人口2.2万人，区域面积312.5平方公里，镇区规划面积5.2平方公里，核心区面积3.2平方公里,常住人口0.68万。私营企业136户、个体工商户981户、农民专业合作社65个。2006年被列为甘肃省第一批发展改革试点镇，2008年被列为全国第二批发展改革试点小城镇、全国文明村镇，2013年被列为陇南市小城镇综合改革试点镇。
　　2.2 准备工作
　　在正式开始采集数据之前，需要做好航摄参数、设备及人员等方面的准备工作。
　　2.2.1 设备方面
　　(1)无人机平台
　　采用天水三和数码测绘院的“勘查者Ⅲ”型无人机，无人机性能指标见表1。
　　表1 “勘查者Ⅲ”无人机配置及参数

　　在进行航拍工作之前，需查看天气预报，以确认风力不超过四级，从而保证无人机平台可以正常工作。
　　(2)成像传感器在承包地块外业快速测量作业中，在满足低空航测高分辨率精度的性能要求及无人机轻载荷要求的同时，成像传感器选择佳能5D MARK Ⅲ相机及24mm镜头，像元6.25um，像幅：5760×3840，全重小于1kg。
　　2.2.2 参数方面
　　(1)航摄参数
　　航摄过程中涉及到的参数及其数值见表2。[2]
　　表2 航摄参数

　　该研究中需获取0.2米以上的分辨率的影像，因此航飞高度控制在1000m-1200m之间。
　　(2)航线规划
　　该研究中，无人机航摄使用飞控YS09地面站进行控制，该地面站是全自动的空中作业平台，能够完成起飞、降落、转折、拍照等内容，同时与谷歌地图进行良好的结合，根据已经收集的测区范围资料，使用谷歌地图，用黄色方框把需要测量的村庄在图上标出，方便了航线的设计与查看。为保证地面站的自动工作，需在飞行工作进行前完成航线及飞行过程中需完成动作的设置。作业现场只需将任务导入地面站中即可。[3][4]
　　(3)控制点布设
　　控制点的布设是必须的，为后续的影像处理提供数据基础。
　　采集控制点坐标前，需对控制点的分布情况有较为详细的了解。利用待测精度较高的底图，在其上进行控制点的布设，或使用谷歌影像作为工作底图，进行控制点的布设。
　　控制点的实地布设需在无人机作业前完成，该项工作需提前进行实地踏勘，以确认控制点的布设是否合理，并根据待测区域的实际情况对控制点的分布进行调整。[5]
　　2.3 数据采集
　　在完成2.2中的各项工作后，即可进入待测区域完成外业数据采集工作。数据获取工作主要分为两项，一方面是空中通过无人机平台获取待测区域的影像数据，另一方面是地勤人员通过GPS-RTK方式获取控制点坐标数据，控制点布设完成后，两项工作可以同时进行。
　　2.3.1 无人机获取影像
　　在待测区域内选择较为开阔的地点，作为无人机的起降点。
　　无人机在空中作业过程中，地面人员做好监视工作，及时查看无人机飞行过程中的各项参数。
　　无人机完成既定工作内容后，会自动返航。无人机安全降落后，可以使用笔记本电脑查看影像的拍摄情况，是否覆盖了既定区域，控制点是否清晰，并使用航天远景的OKMATRIX专业软件进行重叠度、旋偏角、航摄漏洞等情况进行检查。
　　2.3.2 控制点测量
　　控制点的现场布设需在无人机第一架次起飞前完成。控制点布设完成后，可以开始无人机作业及控制点的测量工作。
　　控制点的测量主要是基于GSCORS，通过GPS-RTK方式完成。
　　主要获取两方面的数据，一方面是已经布设好的控制点的数据，另一方面是在影像中可能被遮挡的房屋脚点等。在采集数据的过程中，需在底图上做好记录工作，以为数据的使用提供便利。[6]
　　2.4 影像数据处理
　　影像数据处理主要使用利用Trimble的INPHO全自动快速无人机数据处理软件，主要完成影像的空三加密、拼接及DOM制作工作。
　　2.4.1 软件简介
　　INPHO软件是集全自动、快速、专业精度为一体的无人机数据和航空影像处理软件，对使用人员的专业知识要求较低，可快速完成数千张影像的处理工作。通过软件完成空三加密、影像拼接、DOM制作。
　　2.4.2 影像数据处理流程
　　所需数据：无人机航拍影像数据和像控点测量数据。
　　利用INPHO对影像数据进行空三加密、匹配编辑DEM、制作DOM，[7]具体流程如下：

　　图1 INPHO 数据处理流程

　　操作流程说明：
　　(1)这首先需要航飞前对数码相机的内方位元素和系统畸变系数进行测定。根据测定的参数，用专业的畸变纠正软件对航飞的像片进行畸变纠正。
　　(2)利用Trimble的INPHO全自动空三加密模块，以单独实测控制点或实测控制点+DGPS坐标为基础，以小数码航片作为空三加密的原始数据，通过自动匹配相关影像产生自动匹配点，运用INPHO软件的MATCH-AT模块进行光束法区域网平差，检查匹配点及自动剔除超限匹配点，同时在标准点位少点的区域，进行人工加点，保证平差时要求的最少点数，最终解算加密点坐标及外方位元素;
　　(3)利用集群化全自动数据处理系统和DEM成果，对数字航空影像进行微分纠正，一般采用双线性内插法或双三次卷积内插法重采样。
　　(4) DOM影像应清晰，纹理信息丰富。影像应尽量保持色调均匀，对于同一时相的航拍影像，DOM影像的颜色要匀色至基本相同的，不同时相的则在接边的地方颜色均匀过度。镶嵌前后的影像图面上不得有图像处理所留下的痕迹。
　　2.5 承包地块信息提取
　　使用INPHO软件得到的DOM可以在ArcGIS中进行显示，这为矢量化及承包地块信息的提取提供了便捷。
　　该部分工作主要是通过ArcGIS软件对承包地块界址点及界址线信息进行提取。提取界址点与界址线的过程，主要是对得到的正射影像进行判读的过程。该过程主要是工作人员根据外业工作草图、影像及自己的经验对界址点及界址线进行提取，同时，完成承包地块的边界进行提取，为后续地块分布图的处理提供基础。
　　矢量化工作完成后，还需要对界址点、界址线及宗地边界的属性信息进行添加。
　　2.6 主要成果
　　经ArcGIS矢量化后，得到界址点及界址线的矢量图。图4、图5为截取的作业区的部分成果。

　　图2正射影像图

　　图3 矢量化界址点

　　图4 矢量化界址线

　　3 结语
　　本文中提出的采用无人机低空摄影测量技术进行承包地块信息的获取，在效率和成本方面均优于传统方法，有助于推动农村土地承包经营权确权登记颁证工作的进行，在农村土地承包经营权确权登记颁证方面的使用具有良好的前景。
　　文中讲述到的工作流程尤其是无人机获取影像部分，受天气影响较大，但与卫星遥感测量及有人机摄影测量相比，具有相当的优势，天气只要适宜在野外工作风力不大于四级即可，大多数时间均可以进行作业。
　　现在，很多领域都在应用无人机低空摄影测量技术，如环境监测[8]、灾害监测[9]、资源调查[10][11]与监测[12]及各类突发事件[13]等方面，无人机的进入，一方面提高了办事效率，同时也促进了技术的发展。市场上出现的无人机、各类传感器及无人机数据处理软件越多，这也说明无人机距离大家的生活越来越近，使用无人机的人数越来越多。在使用无人机进行作业时，需要注意安全，做好安全保障措施，做好无人机作业前的申请工作，同时不要影像作业区居民的正常生活。
　　[参考文献](References)
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