无人机低空遥感系统在土地复垦中的应用

Ｎｏ． ６
中 图分 类 号 ： Ｐ ２ ３ ７统在土地复 垦中的应用
吴正 鹏 ， 王 琳 ， 奚 歌
（ １ ． 天津市测绘 院 ， 天津 摘 ３ ０ ０ ３ ８ １ ； ２ ．国家海洋信息 中心 ， 天津 ３ ０ ０ １ ７ １ ） 要： 简单介 绍无人机低 空遥 感 系统组成、 特点及数据处理流程 ； 以天津市示范小城镇建设项 目为背景 ， 依据 土地 复
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ ＿ ＿ ｏ ｌ —３ １
作者简介 ： 吴正鹏（ １ ９ ８ １ 一） ， 男， 注册测绘师 ， 高级工程师 ， 主要从事摄 影测量 与遥感数据处理 、 应用研究 工作 。
垦工作要求 ， 建议使 用ｈＡ－ 机低 空遥 感 系统获取遥 感影像 资料 ； 结合津 南 区葛 沽镇 示范 小城镇 建设 土地复 垦项 目详
细论述其具体应 用； 针 对土地资源开发、 利 用、 保 护 现状 对其 应 用 前景 进 行 展 望 。 关键词 ： 无人 机 ； 低 空遥 感 ； 土地复垦 ； 空 中三 角测 量 ； Ｄ Ｅ Ｍ； Ｄ Ｏ Ｍ
为改 善农 民生 产 、 生 活 环境 ， 促 进 城 乡统 筹 发 展 ， 天津 市启 动 了 以宅 基 地 换 房 建设 示 范小 城 镇 工作 ， 并 出 台了相 应管 理办 法 。示 范小 城镇 建设 旨在 依 据土 地 利用 总体 规划 ， 将 拟 复 垦 为耕 地 的农 村 建设 用 地 地 块 （ 包 括宅基 地 ） 和 用 于 小 城镇 建设 的地 块 共 同 组 成 建 新拆 旧项 目区 ， 通过 建新 拆 旧和土地 复 垦 ， 最 终 实现 项 目区 内建 设用 地 的总量 不增加 ， 耕地 面 积不 减少 、 质 量 不 降低 ， 用 地 布 局更 加 合 理 的 目标 。管理 办 法 要 求 复
２ ０ １ ３年 １ ２月 第 ６期 文章 编 号 ： １ ６ ７ ２ — ８ ２ ６ ２ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６ — ８ ２ — ０ ４
城
市
勘
测
Ｄｅ ｃ． ２ ０１ ３
Ｕｒ ｂ ａ ｎ Ｇｅ ｏ ｔ ｅ ｃ ｈｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｉ ｎ ｖ ｅ ｓ ｔ ｉ ｇ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ＆ Ｓ ｕ ｒ ｖ ｅ ｙ ｉ ｎ ｇ
２ 无人机低 空遥感 系统组成 、 特点 及数据处 理
流 程
２ ． １ 无人 机低 空遥 感 系统组 成
大； ＿ ２ ④无人机遥感平台稳定向较差 ， 虽采取 了积极防
范 措施 ， 仍避 免不 了受 高空风 力影 响 出现 的 大倾 角 、 大 旋 偏角 及 由航 迹 偏 离 引起 的航 向重 叠 度 、 旁 向重 叠度 不 规则 问题 。 因此 ， 无人 机 低 空 遥感 影 像 数 据 处 理 手 段 较传 统航 片在 某 些 环节 上 算 法有 其 特 殊 之 处 ； 总 体 来说 ， 其 数据 处理 流程 与传统 航空摄 影测 量基 本 一致 ， 具 体流 程如 图 １ 所示 ：
力 优 势 突 出 的航 空 摄 影 测 量 系 统 。与 常 规 航 空 摄
影测 量 系 统 类 似 ， 其组 成部分 主要包 括 ： 飞行平 台 、 遥感 传 感 器 、 飞行 控 制 、 地 面控 制 及 遥 感 数 据 处 理 软
件 系统 。
２ ． ２ 无人机低 空遥感 系统特 点
与传 统航 空摄 影 数据 相 比 ， 无 人 机 低 空遥 感 数 据
具有 以下几个 特点 ： ① 由于采用 了非 量测数 码 相机 ， 镜
１： １ ０ ０ ０ ０ 或更 大 比例 尺 的土 地 利 用 现状 图 和 遥 感 影 像 资料 。
头 畸变较 传统 航摄 仪大 ； ② 低空 宽视 角 ， 因视点 变 化 的 原因 ， 影像 四周 地物 几 何 变形 大 ， 特 征 匹配 难度 大 ， 有 效 匹配 率 低 ； ③低 空 、 窄像 幅且 高 重 叠度 ， 影 像 数据 量
１ 引 言
１ ９ ８ ８年国务 院颁布的《 土地复垦规定》 将土地复
垦定 义 为 “ 对 在生产 建设 中因挖损 、 塌 陷、 压 占等 造 成 破 坏 的 土地 ， 采取 整 治 措 施 ， 使 其 恢 复 到 可 供 利 用
状 态 的活 动 ” 。 其 广 义 定 义 是 指 对 被 破 坏 或 退 化 土 地 的 再 生 利 用 及 其 生 态 系 统 恢 复 的综 合 性 技 术 过 程； 狭 义定 义 是 专 指 对 工 矿 业 用 地 的再 生 利 用 和 生 态 系统 的恢 复 。
与卫 星遥感 、 载人 航空遥 感平 台相 比， 无 人 机低 空
遥感平 台具 有 以下几个 独特 的优 势 ： ① 平 台构建 容 易 、
维护成本极低 ； ②受天气的影响较小 ， 作业方式机动灵 活； ③飞行高度低 ， 能够获得大 比例尺高精度影像 ， 在
局部 信息 获取方 面有 巨大 优势 ； ④ 不受 重访 周期 限制 ， 可在 云下 飞行 ， 能有 效避 免云 的影 响 ， 获取 高 时间分 辨
垦土 地 检 查 验 收 时 ， 区 县 应 提 供 项 目区 实 施 前 后
率影像 ； ⑤能够获取高重叠度的影像 ， 增强了后续处理
的可靠性 ； ⑥受 空域 限制较 小 Ｊ 。此外 ， 无人 机遥感 平 台还具有 便 于携带 ， 转移 方便等 优点 。
２ ． ３ 无 人机低 空遥 感 系统 数据处 理流 程
无 人机 低 空 遥感 系 统 以无 人 机 为 飞行 平 台 ， 搭 载
高 档 民用 相 机 ， 基 于 地 面 控 制 系统 实 施 航 迹 规 划 、 监 控， 借助飞行控 制系统 实现高分 辨率 遥感影 像 的 自 动拍 摄 ， 从 而快 速 获 取 目标 区域 基 础 地 理 信 息 数 据 ； 是具 备 高 智 能 化 、 高集 约度 ， 稳定 可靠 ， 低 空 作 业 能