基于华测P700无人机开展农村土地确权
作业精度的可行性研究
无人机航摄作为国内外一项新兴的前沿科技,因其反应迅速、场地限制小、见效快等特点,正逐步在测绘、国土、矿产等行业推广应用,并取得了令人瞩目的研究成果。华测公司无人机部近期基于P700无人机开展了村庄地籍调查试点工作,旨在验证该无人机航摄能否满足高精度的村庄地藉调查要求,能否大范围、高效率、低成本的辅助完成农村地藉调查,同时探索采用P700无人机航摄进行农村地藉调查的应用方式、方法及流程。以无人机影像为主要信息源,采用航测影像图解法和全野外实测法同步进行,视全野外实测法的成果为真值,对采用航测影像图解法的地藉调查成果进行精度分析。
一 任务概况
应用P700无人机多任务航测遥感技术,进行农村耕地、宅基地确权工作,通过内业数据处理、外业实测、内业数据外业数据对比、质量检查对比、结果分析几个步骤,获取工作区内每一块土地的面积、分布等信息,并分析无人机遥感手段获得的成果与传统方式在精度方面的优势。
此次任务分几个阶段,第一阶段为尚义测区:五月上旬,公司无人机团队会同****公司深入到张家口尚义县对尚义县***乡农经项目范围内土地进行航拍作业。由于对该地区风力状况不能准确的判断,两次试飞都没有成功,在天上瞬时风力曾经达到9级风的条件下仍然成功获取了一条航带的影像数据,像控点因为该地区CORS信号不好并没有获取成功。最后因为连日阴雨加上**公司的计划任务另有安排所以尚义测区航拍任务暂时延期进行。第二阶段为石家庄桥东测区:经过认真总结精心准备,五月底,华测公司无人机团队与**公司地理数据事业部无人机团队和桥西测区作业人员到桥西区**庄进行航拍作业以及像片控制点测量。由于该作业区域高楼林立,高压线塔贯穿整个航拍路线,对无人机作业有较大程度的干扰,导致航拍数据有一小部分达不到作业要求,像控点测量积累了一定的经验。第三阶段为石家庄桥东测区:在端午节假期,华测无人机团队根据**公司提供的作业范围,独立完成了桥东区**村、**小区、**村三个村建设用地的航拍任务。虽然天气不好、时间紧,但是飞行的数据经检测质量完全满足项目要求(飞行是在雷雨之后抢出来的,风力较大)。像控点测量在端午假期后第一天由**公司桥东区作业人员完成,村庄内树木比较高大,仪器信号不稳定,遇到了一些困难。
航测内业数据处理以三个阶段航拍成果为基础,结合P700无人机飞行的其他飞行质量较好的测区对武汉适普、航天远景以及其他相关软件进行了无人机数据全流程处理的对比试验。重点对公司推荐的数据处理软件Pix4Dmapper处理的影像成果通过纠正处理与外业实测的**村界址点数据做一系列的精度对比测量。
二 作业流程及精度分析
1 成果生产概况
1.1 无人机村庄地籍调查简介
农村集体土地所有权证确认工作的主要任务是“查清承包地块的面积和空间位置,建立健全土地承包经营权登记簿,妥善解决承包地块面积不准、四至不清、空间位置不明确、登记簿不健全等问题,把承包地块、面积、合同、权属证书全面落实到户,依法赋予农民更加充分而有保障的土地承包经营权”,其中的关键步骤是以户为基本单位,对现有人口、土地面积、地块、承包现状进行清理核实。传统土地调查使用皮尺测绘法,使用皮尺丈量,画张草图就可以进行确权办证。基本能满足面积和四至的相对准确,但是操作过程不够规范,由于没有坐标系等测绘最基本的要素,所以这种方法采集的成果根本就没有空间位置。
新型无人机遥感技术是利用先进的科学技术、通过遥感传感器技术、遥测遥控技术等应用技术来实现的,这具有快速性、时效性及清晰度优点。无人机能够充分提高调查和监测的水平和效率。遥感监测信息不仅客观性好、现势性强、时效性高、无人为干扰因素,而且信息的定性、定位和定量精度高,避免了虚报瞒报的情况,并且由于地块的方位、面积等在图上得到了清晰的标示,政府部门可以做到“图账对应”,从而准确的掌握了地籍信息。
1.2无人机村庄地籍调主要成果
成果主要包括:航飞正射影像图、综合调绘法生产的地籍图、全野外实测法生产的地籍图、与项目相关的文字说明、报告、分析表格、加密资料、宗地草图、结合图表等。
2 作业情况及精度分析指标
2.1 桥东区建设用地
2.11 样本情况介绍
一架次航拍桥东区**村、**生活区、**村约3平方公里0.05米分辨率影像,生产正
射影像图,选取地面控制点进行正射纠正,提高影像的几何精度,增强可解译性,制作现势性强、精度高且定位准确的1:1000比例尺的无人机航拍正射影像为基础工作底图。随机抽取**村外业实测点位575个展到纠正好的**村工作底图上,进行粗差量测精度分析。
2.12 精度分析指标
对抽取的样本村屯进行界址点精度、地物点精度、建筑物边长精度、航飞界址点发现率等四个指标的精度分析。
2.13 例图
2.2 尚义测区、桥西区、表灵村、蚌埠测区简介
2.2.1 尚义测区因为**公司工作计划安排、天气不好等原因只有一条航带的数据。 2.2.2桥西区**庄地处石家庄三环里市区内,紧靠高铁线路、高压线路,测区范围内高楼林立,在航拍时风力不好判断,乱流较多,得到的航拍成果质量不高。 2.2.3 表灵村航拍时天气状况比较复杂,在两场风交雨的间歇紧急起飞圆满完成了航拍作业,得到了一整套质量不错的基础数据。 2.2.4 蚌埠测区是同一机型飞的不同时期任务,各方面条件都比较理想。 2.2.5 POS数据略图,航飞地区的地势地貌、天气情况影响飞机状态,飞出的POS数据会出现各种偏差。
**庄: 尚义甲石河乡:
表灵村: **村:
**生活小区: **村:
蚌埠:
3 精度分析
3.1 界址点精度分析 样本选择原则:随机抽取,均匀分布,确保每个街坊均有界址点样本,对于差距大于50cm的界址点判断为界址点点位选择不一致,不计入样本精度统计。
共选择70个界址点进行精度分析,分别计算每个点的实测坐标X与航飞坐标X的差值△X、实测坐标Y与航飞坐标Y的差值△Y、实测点与航飞点距离△S,房檐实测0.2m,得到**村界址点精度分析结果 如图1所示: 点号 1 4 16 17 23 24 57 79 81 X 544629.919 544631.627 544655.329 544637.659 544481.364 544481.87 544633.84 544617.411 544616.223 Y 4221872.629 4221882.578 4221995.751 4221999.009 4221825.855 4221828.813 4221959.037 4221597.858 4221585.674 X 544630.1436 544631.7516 544655.5736 544637.6861 544481.3424 544481.8925 544633.6392 544617.4079 544616.182 Y 4221872.534 4221882.781 4221996.043 4221999.308 4221825.822 4221828.983 4221959.239 4221597.784 4221585.394 ΔX -0.2246 -0.1246 -0.2446 -0.0271 0.0216 -0.0225 0.2008 0.0031 0.041 ΔY 0.0955 -0.2029 -0.2916 -0.2991 0.0331 -0.1699 -0.2022 0.0745 0.2805 ΔS 0.2441 0.2381 0.3806 0.3003 0.0395 0.1714 0.2850 0.0746 0.2835 有房檐 有房檐 有房檐 有房檐 有房檐 ????? 中误差公式m=±√(∑△^2/n)=±0.149m △Smax=-0.3806m △Smin=0.0395m 误差≤5cm点数量 6 5cm<误差≤10cm点数量 22 10cm<误差≤20cm点数量 25 20cm<误差≤30cm点数量 17 图1界址点精度分析结果
3.2地物点精度分析 样本选择原则:随机抽取,均匀分布,确保每个街坊均有地物点样本,只选择标有“砖”的建筑物,对于差距大于20cm的地物点判断为地物点点位选择不一致,不计入样本精度统计。
共选择70个地物点进行精度分析,分别计算每个点的实测坐标X与航飞坐标X的差值△X、实测坐标Y与航飞坐标Y的差值△Y、实测点与航飞点距离△S,得到**村地物点精
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