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无人机在区域土地利用动态监测中的应用

发布时间:2018-05-09 11:33:00 文章来源:未来智讯    
    关键词:无人机;区域土地;动态监测
    中图分类号:D651文献标识码: A
    
    目前我国的基本国情是人口数量大,人均耕地少。为了更好的加强对于区域土地利用的管理,保护我国耕地是目无人机在区域土地利用动态监测中的应用
    冯琦
    云南省水利水电勘测设计研究院 云南昆明650000
    摘要:随着我国经济水平的不断上升,城市的规模在不断的扩展,因此国土规划管理单位对于区域土地的信息需求越来越高,对其获取信息的时效性也越来越高。而无人机系统作为近年来迅速发展起来的技术,在土地信息采集中具有不可比拟的优势,充分的应用到区域土地利用动态监测中。
    关键词:无人机;区域土地;动态监测
    中图分类号:D651文献标识码: A
    
    目前我国的基本国情是人口数量大,人均耕地少。为了更好的加强对于区域土地利用的管理,保护我国耕地是目前的首要任务。为了更好的对土地进行管理,首先需要掌握区域土地利用的各种信息,需要通过土地利用监测来实现。土地利用动态监测就是对我国的土地的信息进行全面的调查,获得土地的数量、权属、利用等信息,对土地经常进行调查、监测,实现区域的土地在国家整体规划的前提下,充分的发挥出土地资源的效用。随着我国经济的迅速发展,各个地区都开发了各种各样的楼盘等,导致了土地的变更变得非常普遍,使的原来的各种土地信息不再具有现势性,需要再次进行土地信息的获取。无人机系统作为近年发展的技术,在对土地信息获取方面具有明显的优势,可以在土地利用动态监测中进行广泛的使用。
    1无人机系统
    无人机空间信息采集系统的主要有飞行器系统部分、测控以及数据传输部分、数据处理部分以及保障部分组成。
    无人机系统作为一种全新的技术被应用到区域土地利用动态监测中,完全突破了以前传统方式的束缚,同卫星等现代的遥感技术相比,无人机系统具有非常大的优势,具体如下:
    (1)具有快速以及机动的响应能力。无人机主要在低空进行飞行,这样在进行空域申请时候比较方便,同时在采集数据时候降低了对空气条件的要求。飞机准备飞行的准备时间短、系统操作方便、来回运输也比价方便。能够迅速到达需要进行监测的地区,进行数据的采集。
    (2)可以获取监测区域高分辨率的影像数据以及高精度的定位数据。无人机系统能够获得监测区域的高分辨率的数字影像数据以及定位的数据,同时如果需求进行特殊的监测要求,无人机还可以搭载单波段、多波段等不同的传感器,进行多角度的摄影。无人机系统对于数据处理迅速,同时可以和其它数据进行快速融合处理。
    (3)无人机系统具有多种不同任务的应用拓展能力。无人机可以为不同的任务需要的传感器提供良好的搭载平台,例如可以搭载热成像仪、合成孔径雷达、探地雷达等不同的设备,易于实现不同的任务,满足多种监测的要求。
    (4)无人机系统的运营成本比价低,维护比价便利。置建以台无人机系统的成本比较低,且在运行时候的花费也比较少,维护的成本以及操作的成本显著小于载人机系统,这样在进行信息采集时候,能够大大的减少成本的投入。
    2 试验方案
    2.1试验区的概况
    本次试验区主要选择了经济比较发达、旧城改造比较快的鄂尔多斯市的东胜城区,该区域东边同准格尔旗相邻,北面为达拉特斯,西边为杭锦旗,南边同伊金霍洛旗相连。东西总长度为160公里,南北跨越为52公里。试验区主要在鄂尔多斯高原的中部,西高东低,主要为东西两个区域,东边主要地形为丘陵沟壑,而西部主要为高原地形,地势比较平坦。气候主要为温带大陆性季风气候,春季干旱且多风,而冬季寒冷干燥,夏季温热短促,秋季气候凉爽,冬长夏短,四季比价分明。
    2.2 试验方案流程
    本次的试验主要分为“事前、事中、事后”三个方面,能够对试验区实现“事前预控、事中监控、事后验控”的目的。由于试验区的监测的范围不发生变化,因此在采集数据时候会设计的航线只需要设计一次,然后根据设计的航线对该区域进行3次航飞,主要在规划设计前、施工过程中以及竣工后。图1,主要为此次试验所设计的航线。
    
     图1航线设计
    3 动态监测
    3.1 事前预控
    事前预控主要需要获得试验区的DOM以及DLG等数据,为设计提供数据依据。DLG数据结合DOM能够给设计的人员提供更加直观形象的设计效果,对于道路、水渠以及附属设施等进行更加合理的设计,同时通过对DEM数据的分析能够计算出土方量。获得的不同数据不仅为设计时候提供方便,同时还能给土地监管部门留下历史的数据依据,这样在进行施工时候能够监测到是否夸大土方量、桥梁维修而上报为桥梁新建、对于拆迁补偿费以及青苗补偿费进行虚报、报错整理的田块面积、漏报田块的数量、瞒报质量等不同的现象,在施工前起到防微杜渐、提前进行预防。
    3.2事中监控
    在进行项目施工时候,一般工程量都比较大,土地监管部门的工作人员不能直接达到施工区域进行直接的观察,不能充分的了解到试验区的施工情况。事中监测就可以根据监管部门的不同的要求进行数据的获取,利用无人机系统定期的在施工区域进行航飞,可以飞一次也可以多次进行飞行,获取的数据主要是试验区的DOM数据,项目区的施工状况以及施工的质量能够直观的反应出来,还能够及时的发现施工单位有没有按照所设计的图纸在进行施工,工程的质量是否存在问题。如果发现部分的施工出现质量问题可以及时进行改正,实现实时监督的作用。如图2,左边的伪施工前的影像图,右边为施工中的影像图。
    
    
    
     图2 同一区域前后影像对比
    3.3 事后验控
    在施工结束后,需要对项目进行验收,项目验收是最后且关键的环节。在时候阶段,无人机系统主要需要获得施工区域的竣工验收图纸、竣工后区域的DOM数据以及DEM数据。将施工后的影像图同施工之前的影像图进行对比分析,这样能够直观的发现工程是否是按照图纸进行的,工程中是否存在偷工减料、瞒报工程量等不良现象。
    4结束语
    在大力发展区域土地利用动态监测的时代,无人机系统的应用是一个重要的转折点。相比于其他的手段,该技术高效、成本低,能够使土地的监管部门对于土地的利用监测加强。给土地的监管打下了坚实的基础,在将来的土地动态监测以中能够提高土地竣工项目的质量的验收以及规范土地权属管理工作中有广泛的应用前景。
    
    
    
    参考文献:
    [1] 金伟,葛宏立,杜华强,徐小军. 无人机遥感发展与应用概况[J]. 遥感信息,2009(01).
    [2] 陈亚岭,付治河,张景湘. 3S技术在土地动态监测中的应用[J]. 光盘技术,2011(05).
    [3] 滕晓波,陈春花. 3S技术在土地利用动态监测中的应用[J]. 全球定位系统,2010(03).
    前的首要任务。为了更好的对土地进行管理,首先需要掌握区域土地利用的各种信息,需要通过土地利用监测来实现。土地利用动态监测就是对我国的土地的信息进行全面的调查,获得土地的数量、权属、利用等信息,对土地经常进行调查、监测,实现区域的土地在国家整体规划的前提下,充分的发挥出土地资源的效用。随着我国经济的迅速发展,各个地区都开发了各种各样的楼盘等,导致了土地的变更变得非常普遍,使的原来的各种土地信息不再具有现势性,需要再次进行土地信息的获取。无人机系统作为近年发展的技术,在对土地信息获取方面具有明显的优势,可以在土地利用动态监测中进行广泛的使用。

         1无人机系统
    无人机空间信息采集系统的主要有飞行器系统部分、测控以及数据传输部分、数据处理部分以及保障部分组成。
    无人机系统作为一种全新的技术被应用到区域土地利用动态监测中,完全突破了以前传统方式的束缚,同卫星等现代的遥感技术相比,无人机系统具有非常大的优势,具体如下:
    (1)具有快速以及机动的响应能力。无人机主要在低空进行飞行,这样在进行空域申请时候比较方便,同时在采集数据时候降低了对空气条件的要求。飞机准备飞行的准备时间短、系统操作方便、来回运输也比价方便。能够迅速到达需要进行监测的地区,进行数据的采集。
    (2)可以获取监测区域高分辨率的影像数据以及高精度的定位数据。无人机系统能够获得监测区域的高分辨率的数字影像数据以及定位的数据,同时如果需求进行特殊的监测要求,无人机还可以搭载单波段、多波段等不同的传感器,进行多角度的摄影。无人机系统对于数据处理迅速,同时可以和其它数据进行快速融合处理。
    (3)无人机系统具有多种不同任务的应用拓展能力。无人机可以为不同的任务需要的传感器提供良好的搭载平台,例如可以搭载热成像仪、合成孔径雷达、探地雷达等不同的设备,易于实现不同的任务,满足多种监测的要求。
    (4)无人机系统的运营成本比价低,维护比价便利。置建以台无人机系统的成本比较低,且在运行时候的花费也比较少,维护的成本以及操作的成本显著小于载人机系统,这样在进行信息采集时候,能够大大的减少成本的投入。
    2 试验方案
    2.1试验区的概况
    本次试验区主要选择了经济比较发达、旧城改造比较快的鄂尔多斯市的东胜城区,该区域东边同准格尔旗相邻,北面为达拉特斯,西边为杭锦旗,南边同伊金霍洛旗相连。东西总长度为160公里,南北跨越为52公里。试验区主要在鄂尔多斯高原的中部,西高东低,主要为东西两个区域,东边主要地形为丘陵沟壑,而西部主要为高原地形,地势比较平坦。气候主要为温带大陆性季风气候,春季干旱且多风,而冬季寒冷干燥,夏季温热短促,秋季气候凉爽,冬长夏短,四季比价分明。
    2.2 试验方案流程
    本次的试验主要分为“事前、事中、事后”三个方面,能够对试验区实现“事前预控、事中监控、事后验控”的目的。由于试验区的监测的范围不发生变化,因此在采集数据时候会设计的航线只需要设计一次,然后根据设计的航线对该区域进行3次航飞,主要在规划设计前、施工过程中以及竣工后。图1,主要为此次试验所设计的航线。
    
     图1航线设计
    3 动态监测
    3.1 事前预控
    事前预控主要需要获得试验区的DOM以及DLG等数据,为设计提供数据依据。DLG数据结合DOM能够给设计的人员提供更加直观形象的设计效果,对于道路、水渠以及附属设施等进行更加合理的设计,同时通过对DEM数据的分析能够计算出土方量。获得的不同数据不仅为设计时候提供方便,同时还能给土地监管部门留下历史的数据依据,这样在进行施工时候能够监测到是否夸大土方量、桥梁维修而上报为桥梁新建、对于拆迁补偿费以及青苗补偿费进行虚报、报错整理的田块面积、漏报田块的数量、瞒报质量等不同的现象,在施工前起到防微杜渐、提前进行预防。
    3.2事中监控
    在进行项目施工时候,一般工程量都比较大,土地监管部门的工作人员不能直接达到施工区域进行直接的观察,不能充分的了解到试验区的施工情况。事中监测就可以根据监管部门的不同的要求进行数据的获取,利用无人机系统定期的在施工区域进行航飞,可以飞一次也可以多次进行飞行,获取的数据主要是试验区的DOM数据,项目区的施工状况以及施工的质量能够直观的反应出来,还能够及时的发现施工单位有没有按照所设计的图纸在进行施工,工程的质量是否存在问题。如果发现部分的施工出现质量问题可以及时进行改正,实现实时监督的作用。如图2,左边的伪施工前的影像图,右边为施工中的影像图。
    
    
    
     图2 同一区域前后影像对比
    3.3 事后验控
    在施工结束后,需要对项目进行验收,项目验收是最后且关键的环节。在时候阶段,无人机系统主要需要获得施工区域的竣工验收图纸、竣工后区域的DOM数据以及DEM数据。将施工后的影像图同施工之前的影像图进行对比分析,这样能够直观的发现工程是否是按照图纸进行的,工程中是否存在偷工减料、瞒报工程量等不良现象。
    4结束语
    在大力发展区域土地利用动态监测的时代,无人机系统的应用是一个重要的转折点。相比于其他的手段,该技术高效、成本低,能够使土地的监管部门对于土地的利用监测加强。给土地的监管打下了坚实的基础,在将来的土地动态监测以中能够提高土地竣工项目的质量的验收以及规范土地权属管理工作中有广泛的应用前景。
    
    
    
    参考文献:
    [1] 金伟,葛宏立,杜华强,徐小军. 无人机遥感发展与应用概况[J]. 遥感信息,2009(01).
    [2] 陈亚岭,付治河,张景湘. 3S技术在土地动态监测中的应用[J]. 光盘技术,2011(05).
    [3] 滕晓波,陈春花. 3S技术在土地利用动态监测中的应用[J]. 全球定位系统,2010(03).

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