基于无人机遥感技术的农村土地整治测绘方法
彭武卫
永顺县自然资源局
无人机遥感技术具有机动灵活、分辨率高、数据获取快速等优点,给农村土地测绘带来一种全新的技术途径。本文通过对无人机遥感技术数据获取、信息提取与成果应用等方法体系进行系统分析,讨论该技术如何为土地整治全过程赋能,以期对提高农村土地管理科学化水平,帮助乡村实现可持续发展提供技术借鉴。
一、无人机遥感技术在农村土地整治中的重要性
1.提升测绘效率与精度
利用无人机遥感技术进行农村土地整治具有显著提高测绘效率和测绘精度等优点。传统土地测绘方法一般都是依靠地面测量或者卫星遥感等人工操作进行测绘,这些测绘方法虽能部分满足需要,但是面对农村大范围复杂地形往往是低效不准确[1]。与此相对照,无人机遥感技术是通过配备高精度传感器来实现的,例如高分辨率相机、激光雷达(LiDAR)以及多光谱传感器,该技术可以在短时间内得到海量地面数据并提供准确地形和地物信息。
2.降低人力与时间成本
传统土地测绘方法特别是地面测量需要耗费大量人工劳动力,而且测量过程一般比较烦琐,往往现场工作时间长、人员协调量大。这样既加大人力成本又使工作效率大大降低。复杂地形或者大范围农村土地上,人工测量局限性愈加显著,不但误差大,而且作业周期较长,不能适应现代土地整治高效要求。相比较而言无人机遥感技术可以通过自动化操作,来降低现场人员投入。无人机可以在较短的时间内对大范围土地进行覆盖,迅速完成数据采集工作,极大地缩短测绘周期[2]。
3.支持科学决策与可持续发展
土地整治工作中涉及多方面的决策问题,主要有土地资源合理规划、生态环境恢复、农业生产结构优化,而这些决策问题的落实都离不开精确和综合的地理信息数据。无人机遥感技术可提供高分辨率遥感影像及三维地形模型等信息,准确地反映地块现状与变化,为决策者提供可靠空间数据支撑。通过获取土地利用现状、土壤质量、植被覆盖度多维度数据并进行分析,有关部门可以更科学地评价土地资源潜力及风险,并制定适合本地实际的土地整治方案。
二、基于无人机遥感的农村土地整治测绘方法
1.数据采集与预处理
在数据收集的过程中,需要依赖无人机平台上的各种传感器,例如高分辨率的相机、激光雷达(LiDAR)和多光谱传感器等,这些传感器可以有效地获得土地表面及周围环境多维度的信息。无人机在预设航线上飞行并根据计划航高和航速拍摄图像或者扫描图像以获得地面高程、地物特征、植被覆盖数据。在实际应用中,数据采集的精度受到飞行高度、传感器性能、环境因素(如光照、天气等)的影响,因此,需要进行合理的飞行规划和传感器设置,以确保数据的完整性和准确性。在数据采集结束之后,预处理过程对于进一步提升数据质量至关重要。一是影像配准的必要性影像配准是指利用控制点坐标信息,来几何校正在不同时刻和不同视角下采集到的影像,以保证影像间坐标系统保持一致。二是图像去噪是一个常见的预处理步骤,特别是在低光照或恶劣天气条件下拍摄的图像,通常会含有大量的噪声,去噪处理可以提高图像的清晰度和可用性。
2.土地信息提取与分析
作为基于无人机遥感技术开展农村土地整治工作的一个重要环节,土地信息的提取和分析涉及遥感数据有效地物信息的提取、深入分析和判读。该流程以无人机获取的海量影像数据,向有实际应用价值土地信息的转换为核心,从而为土地整治、资源管理、环境保护等工作提供科学依据。土地信息提取过程中一般采用图像处理、模式识别、机器学习相结合的方法,来分析遥感影像并提取耕地、林地、水域、道路等不同地物类型。具体而言,基于图像的分类方法可分为有监督分类与无监督分类两种,监督分类是利用样本数据训练模型来实现图像上不同地物类别的自动识别;无监督的分类方法是基于图像的像素特性来自动进行聚类,而不需要依赖预先标注的样本数据。监督分类与无监督分类均需综合考虑影像分辨率、光谱信息、地物等不同特征,并选用适当算法与模型来保证所提取土地信息的准确性、可靠性。
3.成果验证与应用
验证流程的核心是将遥感数据和实地调查数据进行比较,对遥感数据中提取地物信息进行准确性和一致性评价。具体地说,可通过选取一定量地面样本点、现场调查、与遥感影像上信息比较等方法,来检验资料的真实性、准确性。通常采用的精度评估指标有整体精度、Kappa 系数、用户精度,它们能客观反映出遥感数据在提取时存在的错误与偏差,有助于完善遥感数据处理与分析的方法。另外,成果验证可与现有土地利用数据库、历史地籍图等高精度数据源比对,以进一步证明获取土地信息是否有效。验证工作结束之后,其结果的运用是保证研究结果向实际生产力转化的关键。基于无人机遥感技术进行土地信息提取和分析可为农村土地整治、土地利用规划、生态修复提供准确的空间数据支撑。
三、结语
将无人机遥感技术应用于农村土地整治,显著提高测绘工作效率和准确性,并为土地资源规划、生态修复、农业结构调整等提供可靠数据支持。随着未来多源数据融合和人工智能分析的深入推进,无人机遥感必将在土地动态监测和智慧农业中扮演重要角色。
参考文献
[1]晁冲,褚会鹃.无人机遥感技术在测绘工程测量中的应用研究[J].工程技术研究,2024,9(12):202-204.
[2]陈春明,陈芳芳.基于无人机遥感技术在测绘工程中的应用[J].中文科技期刊数据库(全文版)工程技术,2023(5):3.