隨著國(guó)土資源管理信息化技術(shù)的迅速發(fā)展以及在地籍測(cè)量、土地利用變更調(diào)查監(jiān)測(cè)與核查、土地執(zhí)法檢查、地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)、科研基地系列技術(shù)研究等方面的應(yīng)用深化，國(guó)土資源管理對(duì)信息數(shù)據(jù)采集及更新的技術(shù)要求也有了進(jìn)一步提高。與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集及更新方式相比，無(wú)人機(jī)航攝系統(tǒng)擁有低成本、高效率，快速及時(shí)獲取高分辨率大比例尺影像的優(yōu)勢(shì)，可作為傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集及更新方式的有效補(bǔ)充，滿足信息化技術(shù)發(fā)展的需求。

　　中文名：無(wú)人機(jī)國(guó)土資源管理

　　外文名：uav land and resources management

　　目錄

　　背景

　　行業(yè)需求

　　無(wú)人機(jī)系統(tǒng)特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)

　　無(wú)人機(jī)應(yīng)用于國(guó)土資源系統(tǒng)

　　具體應(yīng)用方向

　　背景

　　全國(guó)土地資源信息是制定國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃和宏觀決策的重要依據(jù)，也是國(guó)家可持續(xù)發(fā)展的需要。無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)在國(guó)土資源調(diào)查領(lǐng)域發(fā)揮出了自身的優(yōu)勢(shì)，低成本、低速、巡航距離遠(yuǎn)、高可靠性的無(wú)人機(jī)執(zhí)行低空飛行任務(wù)，操作員可以很方便在地面的控制飛機(jī)的飛行路線和飛行高度。

　　利用無(wú)人機(jī)技術(shù)開展國(guó)土資源調(diào)查與土地利用監(jiān)測(cè)，可及時(shí)地反映各種國(guó)土資源的具體情況，增強(qiáng)資源開發(fā)、環(huán)境保護(hù)與災(zāi)害防治的預(yù)見性，為國(guó)土開發(fā)與整治，環(huán)境和災(zāi)害監(jiān)測(cè)，水文地質(zhì)、工程地質(zhì)勘查，建設(shè)工程選址、選線及城市規(guī)劃提供依據(jù)。

　　行業(yè)需求

　　1．我國(guó)國(guó)土遼闊，國(guó)土資源管理具有一定控制面上的局限性，通過(guò)現(xiàn)有的人工作業(yè)方式，效率不高；

　　2．在城鎮(zhèn)規(guī)劃調(diào)查方面，衛(wèi)星圖清晰度不高，無(wú)法獲取有效的高空直觀鳥瞰圖，規(guī)劃依據(jù)不足；

　　無(wú)人機(jī)系統(tǒng)特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)

　　無(wú)人飛行器是指利用無(wú)線電遙控設(shè)備和自備的程序控制的無(wú)人駕駛航空飛行器。無(wú)人機(jī)系統(tǒng)主要包括飛行平臺(tái)、數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)、地面監(jiān)控系統(tǒng)和配套作業(yè)軟件等。

　　無(wú)人機(jī)數(shù)碼攝影測(cè)量技術(shù)是綜合利用先進(jìn)的無(wú)人駕駛飛行器技術(shù)、遙感傳感器技術(shù)、遙控程控技術(shù)、通訊技術(shù)、GPS 差分定位技術(shù)的遙感應(yīng)用技術(shù)，具有自動(dòng)化、智能化、專用化快速獲取國(guó)土、資源、環(huán)境等空間遙感信息，完成遙感數(shù)據(jù)處理、建模和應(yīng)用分析的應(yīng)用技術(shù)，是繼衛(wèi)星遙感和普通航空攝影測(cè)量技術(shù)之后，發(fā)展起來(lái)的一種新型航空遙感技術(shù)手段，該技術(shù)具有如下獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

　　1. 使用成本低、操作簡(jiǎn)單

　　該系統(tǒng)自動(dòng)化程度高、操作培訓(xùn)簡(jiǎn)單，可以根據(jù)任務(wù)需要隨時(shí)工作。無(wú)人機(jī)起降采用彈射起飛、傘降降落方式，飛行高度可達(dá)4000m以上，完全可以適應(yīng)湖南省的各種地形地貌地區(qū)應(yīng)用。 無(wú)人機(jī)能低空云下攝影，再加上其快速機(jī)動(dòng)性能，可航攝飛行的天氣遠(yuǎn)多于普通航空攝影。

　　2. 機(jī)動(dòng)快速的響應(yīng)能力

　　在接到航攝任務(wù)后，該技術(shù)系統(tǒng)可以做到快速出動(dòng)、快速獲取、快速處理、快速分析判別，具有成圖周期短、時(shí)效性強(qiáng)等特點(diǎn)。

　　3. 高分辨率航空影像獲取能力

　　該系統(tǒng)能夠獲取優(yōu)于 8 cm的高分辨率影像，影像色彩豐富、清晰、直觀、準(zhǔn)確，能夠滿足大比例尺成圖、地類判別、土地信息提取等，可作為重要的決策依據(jù)。

　　4. 航攝影像的快速處理能力

　　該系統(tǒng)采用數(shù)字遙感設(shè)備 , 獲取的高分辨率影像可直接傳入計(jì)算機(jī)內(nèi)處理。 通過(guò)專用的自 動(dòng)空三、自動(dòng)糾正、自動(dòng)拼接、矢量測(cè)圖軟件快速生成土地開發(fā)整理所需的DEM、正射影像圖、 地形圖等數(shù)據(jù)。

　　無(wú)人機(jī)應(yīng)用于國(guó)土資源系統(tǒng)

　　1. 事先控制：城鎮(zhèn)規(guī)劃調(diào)查（鐵路建設(shè)；土地利用現(xiàn)狀更新、監(jiān)測(cè)和巡查、土地變更調(diào)查；土地類型劃分；土地執(zhí)法）、礦產(chǎn)資源開發(fā)調(diào)查、煤火考察等土地資源勘測(cè)。

　　2. 事后評(píng)估、考察：農(nóng)業(yè)土地資源和農(nóng)作物資源評(píng)估、考古調(diào)查。

　　具體應(yīng)用方向

　　一、事先控制

　　1. 城鎮(zhèn)規(guī)劃調(diào)查

　　無(wú)人機(jī)攜帶數(shù)碼相機(jī)在城市上空飛翔，為城市開發(fā)的規(guī)劃信息系統(tǒng)提供依據(jù)。廣泛應(yīng)用建筑密度分布規(guī)律研究、在建工地調(diào)查、中心城市簡(jiǎn)房漏棚調(diào)查、施工占路情況、露天停車場(chǎng)調(diào)查、垃圾堆場(chǎng)的空間分布、污水治理和改造工程的補(bǔ)充論證、為建廠規(guī)劃或改造提供影像資料等。除此以外，還可應(yīng)用在鐵路建設(shè)、城市的變遷、發(fā)展趨勢(shì)及改造，城市圖件更新上，同時(shí)還可用于城市現(xiàn)狀調(diào)查，如土地利用現(xiàn)狀更新、監(jiān)測(cè)和巡查、土地變更調(diào)查、土地類型劃分、土地執(zhí)法地籍、交通、旅游資源調(diào)查，繪制城市綠化分布圖、煙塵污染分布圖、水污染分布圖，以及城市環(huán)境調(diào)查，如三廢污染、地質(zhì)災(zāi)害、城市公共安全監(jiān)測(cè)方面。

　　2. 礦產(chǎn)資源開發(fā)調(diào)查

　　我國(guó)礦區(qū)開發(fā)引發(fā)生態(tài)環(huán)境的破壞，礦產(chǎn)資源規(guī)劃執(zhí)行情況不清，缺乏客觀和有效數(shù)據(jù)；由于缺乏實(shí)時(shí)監(jiān)控使得違法行為頻繁發(fā)生。無(wú)人機(jī)空中遙感礦區(qū)的礦產(chǎn)開采點(diǎn)位置(井口位置) 、開采狀態(tài)(開采或關(guān)閉) 、開采礦種(煤、鐵等) 、開采方式(露天) 、占地范圍與土地類型、固體廢棄物堆積范圍和占用土地類型等。無(wú)人機(jī)還可以觀測(cè)礦產(chǎn)資源開發(fā)引發(fā)的災(zāi)害。包括地面沉陷范圍、地裂縫長(zhǎng)度、塌陷坑位置、山體陷裂(垮塌)范圍、崩塌位置、滑坡位置、泥石流位置、河道淤塞長(zhǎng)度(位置)及煤田(煤矸石)自燃范圍等。探測(cè)礦山生態(tài)環(huán)境信息包括破壞土地范圍、受損植被范圍、粉塵污染范圍、水體污染范圍、荒漠化范圍、土地復(fù)墾范圍及礦山環(huán)境治理效果。無(wú)人機(jī)低空遙感配合地面管理軟件亦可為礦產(chǎn)資源開發(fā)整體狀況提供決策支統(tǒng)。

　　3. 煤火考察等土地資源勘測(cè)

　　煤層自燃是中國(guó)北方煤田中普遍存在的災(zāi)害之一，損失了大量的煤炭資源。據(jù)已有資料介紹，許多煤田都存在煤層自燃現(xiàn)象，全國(guó)每年損失煤炭約2億噸，占目前全國(guó)年總開采量的20%，同時(shí)釋放出大量的有害氣體．如：C02、H2S、CO等，嚴(yán)重污染了大氣環(huán)境，造成地面塌陷，威脅著礦井的安全生產(chǎn)。無(wú)人機(jī)煤火調(diào)查的目的在于提供具體礦區(qū)煤層燃燒資料及數(shù)據(jù)，為制訂具體滅火計(jì)劃、估算滅火費(fèi)用、預(yù)測(cè)燃燒趨勢(shì)、檢查滅火效果服務(wù)。

　　4. 地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)

　　為進(jìn)一步深入開展湖北省重點(diǎn)區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)，改變其發(fā)生種類多、分布廣、頻率高、災(zāi)情重的現(xiàn)狀，無(wú)人機(jī)遙感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可開展無(wú)人機(jī)航攝工作，獲取更高分辨率的影像，為區(qū)域地災(zāi)防治和動(dòng)態(tài)遙感監(jiān)測(cè)工作提供清晰的影像數(shù)據(jù)源，為政府以及監(jiān)管部門提供準(zhǔn)確的信息。此外，在險(xiǎn)情發(fā)生時(shí)，無(wú)人機(jī)亦可克服交通中斷等不利因素，快速趕到出險(xiǎn)區(qū)域，利用航攝系統(tǒng)，獲取最新險(xiǎn)情影像，監(jiān)視險(xiǎn)情發(fā)展。

　　5.土地執(zhí)法檢查

　　土地執(zhí)法檢查工作的特點(diǎn)是時(shí)間緊、任務(wù)急，使用最新的高分辨率遙感數(shù)據(jù)是其開展工作的基礎(chǔ)。這些地區(qū)雖然一般面積不是很大，但衛(wèi)星遙感由于受其重返周期和天氣等因素限制，往往不能及時(shí)獲取到所需要的遙感數(shù)據(jù)。而無(wú)人機(jī)系統(tǒng)所具備的快速反應(yīng)和高分辨率數(shù)據(jù)獲取能力，與其他遙感方式相比，具有明顯優(yōu)勢(shì)。

　　二、事后評(píng)估、考察

　　1. 農(nóng)業(yè)土地資源和農(nóng)作物資源評(píng)估

　　無(wú)人機(jī)遙感可以快速估測(cè)農(nóng)作物的種植面積，農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)和產(chǎn)量預(yù)報(bào)，農(nóng)作物旱情和灌溉情況監(jiān)測(cè)和用于農(nóng)業(yè)自然資源管理。解譯、判斷農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中遇到的問題,如病蟲害、土壤鹽堿度、土壤營(yíng)養(yǎng)狀況、水污染等問題。農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境變遷監(jiān)測(cè)：草原退化、土地沙漠化、水土流失水環(huán)境污染監(jiān)測(cè)和農(nóng)業(yè)水環(huán)境資源供給配備規(guī)劃。

　　2. 考古調(diào)查

　　無(wú)人機(jī)通過(guò)從不同角度和不同時(shí)間空中觀察和攝影,利用地貌形態(tài)、地物陰影、洪水、霜雪、土壤濕度和植被等種種標(biāo)志,解譯出地面或地下遺址的某些特征。在有利條件下,地下某些遺址的信息也能通過(guò)對(duì)地面信息的干擾而顯現(xiàn)出來(lái)。由于航空遙感勘察視野的擴(kuò)大,很容易將在地面上看起來(lái)雜亂無(wú)章的某些遺址、遺跡,通過(guò)隱約顯露的“解譯標(biāo)志”加以識(shí)別。特別在交通不便、人跡很難到達(dá)、自然條件惡劣、地貌復(fù)雜的地區(qū)(如某些高山、沙漠、高原、水網(wǎng)地帶) ,利用遙感影像解譯方法進(jìn)行考古調(diào)查是最快速的方法。這種方法在國(guó)外應(yīng)用非常普遍,也非常成功。如德國(guó)在巴伐利亞州通過(guò)航空遙感考古調(diào)查,使古遺址數(shù)目增加了1/ 3 以上。80 年代末我國(guó)用衛(wèi)片,準(zhǔn)確地圈劃出長(zhǎng)近千公里、大雪覆蓋下的“金長(zhǎng)城”(又稱成吉斯汗邊墻或金邊堡) 中的一段。圖像上,邊堡的護(hù)城河、垛口以及沿邊堡的駐軍古城,都一覽無(wú)遺,它們的影像清晰無(wú)比,收到了意想不到的效果，這都是田野考古調(diào)查所不能比擬的。

　　3. 地籍測(cè)量

　　地籍測(cè)量是土地管理工作的重要基礎(chǔ)。它以地籍調(diào)查為依據(jù)，以測(cè)量技術(shù)為手段，從控制到碎部，精確測(cè)出各類土地的位置與大小、境界、權(quán)屬界址點(diǎn)的坐標(biāo)與宗地面積以及地籍圖，以滿足土地管理部門以及其他國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)部門的需要。傳統(tǒng)的全野外數(shù)據(jù)采集方法成圖，作業(yè)量大，成本也高（每 km 2的費(fèi)用達(dá)到 8~15 萬(wàn)元），且不宜大面積開展。相比野外實(shí)測(cè)，無(wú)人機(jī)航測(cè)具有周期短、效率高和成本低等特點(diǎn)，對(duì)于面積較小的大比例尺地形測(cè)量任務(wù)（10~100 km 2），受天氣和空域管理的限制較少，成本低。而將無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)進(jìn)行工程化、實(shí)用化開發(fā)，則可利用它機(jī)動(dòng)、快速、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)勢(shì)，在陰天、輕霧天也能獲取合格的彩色影像，從而將大量的野外工作轉(zhuǎn)入內(nèi)業(yè)，既能減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，又能提高作業(yè)的技術(shù)水平和精度。

　　4. 全國(guó)土地利用變更調(diào)查監(jiān)測(cè)與核查

　　每年開展的全國(guó)土地變更調(diào)查監(jiān)測(cè)與核查項(xiàng)目中對(duì)遙感數(shù)據(jù)的需求量非常大，且時(shí)效性非常強(qiáng)，衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)往往難以滿足需求，特別是在一些重點(diǎn)地區(qū)，如 35 個(gè)國(guó)家審批監(jiān)管城市，這些地區(qū)一般面積不大，要求在年底 1~2 個(gè)月的時(shí)間內(nèi)采用高分辨率的遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。由于受能力和天氣等因素的制約，高分辨率遙感衛(wèi)星很難在這么短的時(shí)間內(nèi)及時(shí)獲取全部的遙感數(shù)據(jù)。采用無(wú)人機(jī)航拍系統(tǒng)配合高分衛(wèi)星，對(duì)于高分衛(wèi)星未獲取到合格數(shù)據(jù)的地區(qū)，在一定的時(shí)間點(diǎn)啟動(dòng)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行作業(yè)，能大大增加這些地區(qū)高分遙感數(shù)據(jù)全覆蓋的幾率，保證變更調(diào)查和監(jiān)測(cè)時(shí)有圖可依，有據(jù)可查。

　　另外，在一些地形較復(fù)雜的山區(qū)，由于天氣情況較差，衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的接收非常困難，部分地區(qū)在變更調(diào)查之前常因接收不到合格的遙感數(shù)據(jù)而難以開展工作。在目前雷達(dá)衛(wèi)星數(shù)據(jù)暫時(shí)還無(wú)法滿足要求的情況下，如果經(jīng)費(fèi)有保障，采用無(wú)人機(jī)航拍將可能是及時(shí)獲取這些地區(qū)的遙感數(shù)據(jù)的唯一技術(shù)手段。