无人机国土资源管理

无人机国土资源管理

随着国土资源管理信息化技术的迅速发展以及在地籍测量、土地利用变更调查监测与核查、土地执法检查、地质灾害监测、科研基地系列技术研究等方面的应用深化，国土资源管理对信息数据采集及更新的技术要求也有了进一步提高。与传统的数据采集及更新方式相比，无人机航摄系统拥有低成本、高效率，快速及时获取高分辨率大比例尺影像的优势，可作为传统数据采集及更新方式的有效补充，满足信息化技术发展的需求。

中文名：无人机国土资源管理

外文名：uav land and resources management

目录

背景

行业需求

无人机系统特点与优势

无人机应用于国土资源系统

具体应用方向

背景

全国土地资源信息是制定国民经济发展规划和宏观决策的重要依据，也是国家可持续发展的需要。无人机飞行平台在国土资源调查领域发挥出了自身的优势，低成本、低速、巡航距离远、高可靠性的无人机执行低空飞行任务，操作员可以很方便在地面的控制飞机的飞行路线和飞行高度。

利用无人机技术开展国土资源调查与土地利用监测，可及时地反映各种国土资源的具体情况，增强资源开发、环境保护与灾害防治的预见性，为国土开发与整治，环境和灾害监测，水文地质、工程地质勘查，建设工程选址、选线及城市规划提供依据。

行业需求

1．我国国土辽阔，国土资源管理具有一定控制面上的局限性，通过现有的人工作业方式，效率不高；

2．在城镇规划调查方面，卫星图清晰度不高，无法获取有效的高空直观鸟瞰图，规划依据不足；

无人机系统特点与优势

无人飞行器是指利用无线电遥控设备和自备的程序控制的无人驾驶航空飞行器。无人机系统主要包括飞行平台、数据获取系统、地面监控系统和配套作业软件等。

无人机数码摄影测量技术是综合利用先进的无人驾驶飞行器技术、遥感传感器技术、遥控程控技术、通讯技术、GPS 差分定位技术的遥感应用技术，具有自动化、智能化、专用化快速获取

国土、资源、环境等空间遥感信息，完成遥感数据处理、建模和应用分析的应用技术，是继卫星遥感和普通航空摄影测量技术之后，发展起来的一种新型航空遥感技术手段，该技术具有如下独特优势。

1.使用成本低、操作简单

该系统自动化程度高、操作培训简单，可以根据任务需要随时工作。无人机起降采用弹射起飞、伞降降落方式，飞行高度可达4000m以上，完全可以适应湖南省的各种地形地貌地区应用。无人机能低空云下摄影，再加上其快速机动性能，可航摄飞行的天气远多于普通航空摄影。

2.机动快速的响应能力

在接到航摄任务后，该技术系统可以做到快速出动、快速获取、快速处理、快速分析判别，具有成图周期短、时效性强等特点。

3.高分辨率航空影像获取能力

该系统能够获取优于 8 cm的高分辨率影像，影像色彩丰富、清晰、直观、准确，能够满足大比例尺成图、地类判别、土地信息提取等，可作为重要的决策依据。

4.航摄影像的快速处理能力

该系统采用数字遥感设备 , 获取的高分辨率影像可直接传入计算机内处理。通过专用的自动空三、自动纠正、自动拼接、矢量测图软件快速生成土地开发整理所需的DEM、正射影像图、地形图等数据。

无人机应用于国土资源系统

1. 事先控制：城镇规划调查（铁路建设；土地利用现状更新、监测和巡查、土地变更调查；土地类型划分；土地执法）、矿产资源开发调查、煤火考察等土地资源勘测。

2. 事后评估、考察：农业土地资源和农作物资源评估、考古调查。

具体应用方向

一、事先控制

1. 城镇规划调查

无人机携带数码相机在城市上空飞翔，为城市开发的规划信息系统提供依据。广泛应用建筑密度分布规律研究、在建工地调查、中心城市简房漏棚调查、施工占路情况、露天停车场调查、垃圾堆场的空间分布、污水治理和改造工程的补充论证、为建厂规划或改造提供影像资料等。除此以外，还可应用在铁路建设、城市的变迁、发展趋势及改造，城市图件更新上，同时还可用于城市现状调查，如土地利用现状更新、监测和巡查、土地变更调查、土地类型划分、土地执法地籍、交通、旅游资源调查，绘制城市绿化分布图、烟尘污染分布图、水污染分布图，以及城市环境调查，如三废污染、地质灾害、城市公共安全监测方面。

2. 矿产资源开发调查

我国矿区开发引发生态环境的破坏，矿产资源规划执行情况不清，缺乏客观和有效数据；由于缺乏实时监控使得违法行为频繁发生。无人机空中遥感矿区的矿产开采点位置(井口位置) 、开采状态(开采或关闭) 、开采矿种(煤、铁等) 、开采方式(露天) 、占地范围与土地类型、固体废弃物堆积范围和占用土地类型等。无人机还可以观测矿产资源开发引发的灾害。包括地面沉陷范围、地裂缝长度、塌陷坑位置、山体陷裂(垮塌)范围、崩塌位置、滑坡位置、泥石流位置、河道淤塞长度(位置)及煤田(煤矸石)自燃范围等。探测矿山生态环境信息包括破坏土地范围、受损植被范围、粉尘污染范围、水体污染范围、荒漠化范围、土地复垦范围及矿山环境治理效果。无人机低空遥感配合地面管理软件亦可为矿产资源开发整体状

况提供决策支统。

3. 煤火考察等土地资源勘测

煤层自燃是中国北方煤田中普遍存在的灾害之一，损失了大量的煤炭资源。据已有资料介绍，许多煤田都存在煤层自燃现象，全国每年损失煤炭约2亿吨，占目前全国年总开采量的20%，同时释放出大量的有害气体．如：C02、H2S、CO等，严重污染了大气环境，造成地面塌陷，威胁着矿井的安全生产。无人机煤火调查的目的在于提供具体矿区煤层燃烧资料及数据，为制订具体灭火计划、估算灭火费用、预测燃烧趋势、检查灭火效果服务。

4. 地质灾害监测

为进一步深入开展湖北省重点区域地质灾害监测，改变其发生种类多、分布广、频率高、灾情重的现状，无人机遥感监测系统可开展无人机航摄工作，获取更高分辨率的影像，为区域地灾防治和动态遥感监测工作提供清晰的影像数据源，为政府以及监管部门提供准确的信息。此外，在险情发生时，无人机亦可克服交通中断等不利因素，快速赶到出险区域，利用航摄系统，获取最新险情影像，监视险情发展。

5.土地执法检查

土地执法检查工作的特点是时间紧、任务急，使用最新的高分辨率遥感数据是其开展工作的基础。这些地区虽然一般面积不是很大，但卫星遥感由于受其重返周期和天气等因素限制，往往不能及时获取到所需要的遥感数据。而无人机系统所具备的快速反应和高分辨率数据获取能力，与其他遥感方式相比，具有明显优势。

二、事后评估、考察

1. 农业土地资源和农作物资源评估

无人机遥感可以快速估测农作物的种植面积，农作物长势监测和产量预报，农作物旱情和灌溉情况监测和用于农业自然资源管理。解译、判断农业生产中遇到的问题,如病虫害、土壤盐碱度、土壤营养状况、水污染等问题。农业生态环境变迁监测：草原退化、土地沙漠化、水土流失水环境污染监测和农业水环境资源供给配备规划。

2. 考古调查

无人机通过从不同角度和不同时间空中观察和摄影,利用地貌形态、地物阴影、洪水、霜雪、土壤湿度和植被等种种标志,解译出地面或地下遗址的某些特征。在有利条件下,地下某些遗址的信息也能通过对地面信息的干扰而显现出来。由于航空遥感勘察视野的扩大,很容易将在地面上看起来杂乱无章的某些遗址、遗迹,通过隐约显露的“解译标志”加以识别。特别在交通不便、人迹很难到达、自然条件恶劣、地貌复杂的地区(如某些高山、沙漠、高原、水网地带) ,利用遥感影像解译方法进行考古调查是最快速的方法。这种方法在国外应用非常普遍,也非常成功。如德国在巴伐利亚州通过航空遥感考古调查,使古遗址数目增加了1/ 3 以上。80 年代末我国用卫片,准确地圈划出长近千公里、大雪覆盖下的“金长城”(又称成吉斯汗边墙或金边堡) 中的一段。图像上,边堡的护城河、垛口以及沿边堡的驻军古城,都一览无遗,它们的影像清晰无比,收到了意想不到的效果，这都是田野考古调查所不能比拟的。

3. 地籍测量

地籍测量是土地管理工作的重要基础。它以地籍调查为依据，以测量技术为手段，从控制到碎部，精确测出各类土地的位置与大小、境界、权属界址点的坐标与宗地面积以及地籍图，以满足土地管理部门以及其他国民经济建设部门的需要。传统的全野外数据采集方法成图，作业量大，成本也高（每 km 2的费用达到 8~15 万元），且不宜大面积开展。相比野外实测，无人机航测具有周期短、效率高和成本低等特点，对于面积较小的大比例尺地形测量任务（10~100 km 2），受天气和空域管理的限制较少，成本低。而将无人机遥感系统进行工程化、实用化开发，则可利用它机动、快速、经济等优势，在阴天、轻雾天也能获取合格的彩色影像，从而将大量的野外工作转入内业，既能减轻劳动强度，又能提高作业的技术水平和精度。

4. 全国土地利用变更调查监测与核查

每年开展的全国土地变更调查监测与核查项目中对遥感数据的需求量非常大，且时效性非常强，卫星遥感数据往往难以满足需求，特别是在一些重点地区，如 35 个国家审批监管城市，这些地区一般面积不大，要求在年底 1~2 个月的时间内采用高分辨率的遥感数据进行监测。由于受能力和天气等因素的制约，高分辨率遥感卫星很难在这么短的时间内及时获取全部的遥感数据。采用无人机航拍系统配合高分卫星，对于高分卫星未获取到合格数据的地区，在一定的时间点启动无人机系统进行作业，能大大增加这些地区高分遥感数据全覆盖的几率，保证变更调查和监测时有图可依，有据可查。

另外，在一些地形较复杂的山区，由于天气情况较差，卫星遥感数据的接收非常困难，部分地区在变更调查之前常因接收不到合格的遥感数据而难以开展工作。在目前雷达卫星数据暂时还无法满足要求的情况下，如果经费有保障，采用无人机航拍将可能是及时获取这些地区的遥感数据的唯一技术手段。