基于无人机航测和三维建模技术的城市储备用地调查研究

摘要

随着城镇化和工业化的不断加快，耕地保护与建设用地供给矛盾日益突出，提升土地资源利用效率成为保障社会经济持续发展的重要前提。开展土地储备是整合土地资源的有效途径，缓解了各地日益严峻的用地压力。然而，在当前土地储备工作中出现的征地补偿纠纷、收储范围盲目扩大等问题，制约着相关工作的开展。故此，如何在摸清土地储备区域内地物现状的基础上，科学确定土地储备规模，是工作中迫切需要解决的问题。本次研究以“3S”技术为依托，实现对城市储备用地快速、准确的调查，可为开展土地储备工作提供基础资料与科学依据，对提升土地资源利用效率意义重大。
　　本次研究以南昌市扬子洲内典型片区为例，利用eBee-RTK无人机快速获取遥感影像，借助PostflightTerra3D图形处理平台生成数字正射影像图与数字高程模型。然后，采用点位中误差法对图件进行精度评价，在满足相关测绘规范的前提下作为数据源。为了获取航测区域内的地物信息，采用目视解译的方法对DOM进行矢量化，制作土地利用现状图以获取现状地类与建筑物的二维信息;利用DEM数据获取建筑物的高度属性。在此基础上，开展“伪”三维建模与实体三维建模，借助三维模型真实反映出研究区内的地物现状，并获取各类建设用地的土地利用强度。最后，以《2014江西省城市规划管理技术导则》为准则，采用单因子评价法对建设用地的土地利用强度进行判定，对未能符合规范的宗地纳入土地储备范围。本研究的具体内容及成果如下:
　　(1)eBee-RTK无人机航测影像精度评价研究
　　通过eBee-RTK无人机航测技术获取研究区内的影像数据，并生成DOM、DEM，空间分辨率为0.05m。采用点位中误差法从平面精度、高程精度进行影像数据的精度评价。经计算得到的平面、高程精度中误差分别为0.128m、0.146m，均达到测绘规范中1∶500土地利用现状图制作的误差要求。评价结果表明，该无人机航测系统无需通过地面控制点校正工作，即可生成供测绘使用的图件数据。在保障数据准确的前提下，降低了无人机航测的工作成本及外业工作量。
　　(2)无人机航测和三维建模技术辅助城市储备用地调查研究
　　无人机航测获取的DOM与DEM数据，为本次研究提供了可靠的数据支撑。基于DOM数据进行土地利用现状图的绘制，可快速、准确获取土地储备范围内地物的二维信息。将DOM与DEM叠加进行“伪”三维建模，可快速、直观反映出研究区地形、地貌以及地表附着物的情况。为获取建设用地上更多的地物信息，有必要进行建筑物实体三维建模。有关建筑物的三维信息均通过人工内业处理获取，其中二维信息从DOM中提取;高度属性则从DEM中提取，即将屋面高度与室外地坪高度作差。通过建立实体三维模型，可获取建筑物的基底面积与建筑面积，从而获取建设用地的土地利用强度，即宗地的建筑密度及容积率。通过上述工作，可减少、替代传统测量工作中的地籍测量与权籍调查工作，为快速获取建设用地上的地物信息提供了一种较为准确、快捷的工作方法。
　　(3)土地储备规模调查结果
　　基于城市储备用地调查结果，土地储备规模面积总计473.48hm2，涉及建筑面积103.22×104m2。研究区内土地储备包括两个方面，即对现状地类为非建设用地与建设用地的储备。可供纳入土地储备范围的非建设用地面积为315.19hm2，其中耕地面积203.81hm2，林地、草地面积78.56hm2，设施农业用地面积24.61hm2，农村道路、沟渠面积8.21hm2。需要纳入土地储备范围的建设用地面积为158.29hm2，占整个建设用地面积的69.10％，反映出片区内土地资源利用效率有待提升。其中住宅用地面积88.14hm2，涉及地上建筑面积87.43×104m2;工矿仓储用地面积58.14hm2，涉及地上建筑面积13.90×104m2;商服用地面积2.35hm2，涉及地上建筑面积1.88×104m2;空闲地面积19.76hm2。根据上述分析结果确定土地储备规模，为当地科学开展土地储备工作提供参考意见。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 研究意义

1．3 国内外相关研究进展

1．3．1 土地储备研究进展

1．3．2 无人机航测技术辅助土地利用调查研究进展

1．3．3 三维建模技术辅助土地利用调查研究进展

1．3．4 文献评述

1．4 研究内容和目标

1．4．1 研究内容

1．4．2 研究目标

1．5 研究方法与技术路线

2 无人机航测技术辅助基础数据获取

2．1．1 研究区概况

2．1．2 数据采集

2．2 影像数据精度评价

2．2．1 影像精度分析方法

2．2．2 影像精度评价结果

2．3 本章小结

3 无人机航测技术辅助城市储备用地调查

3．1 基于DOM绘制土地利用现状图

3．2 土地利用现状结构分析

3．2．1 一级地类土地利用结构

3．2．2 二级地类土地利用结构

3．2．3 土地利用现状特征

3．3 本章小结

4 三维建模技术辅助城市储备用地调查

4．1 三维建模方法

4．1．1 “伪”三维场景构建

4．1．2 建筑物实体三维建模

4．2．1 建设用地空间分布与结构

4．2．2 土地利用强度分析

4．3 本章小结

5 城市储备用地调查结果及分析

5．1 城市储备用地调查结果

5．2 非建设用地储备规模分析

5．3 建设用地储备规模分析

5．4 本章小结

6 结论与展望

6．1 研究结论

6．2 研究创新点

6．3 研究展望

参考文献

致谢