3S技術在土地變更調查中的應用

翟偉光++胡楠

摘要：土地變更調查是重要的國情調查，需要綜合運用多項技術。文章介紹了土地變更調查的工作流程，分別分析了GIS、GPS、RS在土地變更調查中的應用，并探討了GIS、GPS、RS的集成方式，依據二次調查技術方案和相關技術標準，分析了基于3S集成技術的內外業一體化作業模式在二次調查成果更新中的應用。

關鍵詞：土地變更調查；GIS；GPS；RS；3S集成技術

中圖分類號：P208 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）19-0041-02

土地資源是人類賴以生存和發展的基礎。及時、準確地掌握土地資源的數量、質量、分布及其變化趨勢，直接關系到國民經濟的可持續發展。土地利用調查工作是土地資源、資產管理的基礎，土地利用調查數據是制定國民經濟計劃、國家宏觀調控政策、編制土地利用規劃的主要依據。第二次土地調查工作建立了國家、省、市、縣四級土地利用數據庫，實現了土地資源管理的信息化、網絡化，建立和完善了土地調查、統計制度和登記制度，較好地滿足了國土資源管理的需要。數據更新仍然是測繪工作者面臨的首要問題。國家科技基礎數據庫建設與發展研究報告指出：“持續更新和業務化運行是一個科學數據庫存在的根本。”可以毫不夸張地說，持續更新是基礎地理信息數據庫的生命源泉。由于經濟高速發展期間土地利用現狀變化快、且土地利用類型復雜，使用傳統的土地利用更新方法效率較低，探討3S技術在土地變更調查中的應用具有一定的意義。

1 土地變更調查的工作流程

傳統的變更調查技術手段落后，采用部分遙感結合地面調查的技術體系，現代信息技術應用程度不高，給每年的變更調查工作帶來諸多不便。而且傳統的變更調查大多采用由基層上報變更數據，受人為因素影響較大，變化邊界地理坐標不準確，獲取速度較慢，難以保證調查數據的準確性和可靠性。在土地利用變更調查中引入3S技術代表了土地利用變更調查發展的方向。

基于3S技術的土地變更調查包括土地利用變化區域提取、野外變更調查、內業數據處理、統計分析及數據統計等主要工作，其工作流程如圖1。

根據土地變更調查工作流程可以看出，在不同階段，GIS、GPS、RS具有不同的作用。依托GIS強大的分析、處理、存儲功能，根據獲取的遙感影像及土地利用現狀數據庫，采用人機交互的方法對遙感影像進行解譯，發現變化信息，提取土地利用變化區域；根據GIS處理后的工作底圖，結合收集到的變更資料，根據遙感數據源的不同，將變更圖斑分為兩種：高分辨率變化圖斑與中分辨率變化圖斑，對于確定的高分辨率變化圖斑可直接用于更新土地利用基礎圖件或數據庫，對于確定的中分辨率變化圖斑使用GPS輔助外業采集變化圖斑邊界；根據野外調查及GPS測量成果，將測量數據導入GIS中，使用GIS的數據編輯功能，進行土地利用數據庫變更，并統計分析導出增量數據，得到土地利用現狀統計報表、土地利用現狀圖及變更調查記錄表。

可以看出，在以上方法中，3S技術多采用兩兩集成的模式，即GIS與RS集成、GIS與GPS集成、GPS與RS集成。由于未進行GIS、GPS、RS三者的深度集成，不能充分發揮3S的技術優勢，每種模式均存在一定的局限性。GIS與RS時，更新數據精度很大程度上取決于遙感底圖的質量，一旦在目視解譯不能奏效，缺少相關資料佐證的情況下，仍需要尋求外業測量確認；GIS與GPS集成時，數據在野外進行簡單采集編輯后，內業還要進行入庫前處理，而且在沒有遙感影像輔助的情況下，作業會存在一定困難；GPS與RS集成時，二者還只是簡單組合使用，對作業人員的主觀能動性要求較高，雖然一定程度上實現了內業和外業的綜合，但是并沒有將GIS的數據編輯處理功能納入其中，數據處理仍要在另一個平臺上完成。

2 3S集成的內外業一體化在變更調查中的應用

目前的3S集成仍舊局限在各技術間的相互組合，受制于技術的局限，深層次的集成尚不明顯。解決這個問題，僅僅依靠測繪技術的發展并不可行，在充分利用3S技術的前提下，綜合運用通信、計算機等技術手段，彌補現狀的不足。

GPS-PDA也稱為土地調查掌上系統，該設備可由軟硬件組成：GPS接收機、PDA（掌上電腦）、土地調查軟件。土地調查掌上系統是將GPS卡和土地變更調查軟件集成到PDA中，從而實現集接收GPS信號與實現GIS編輯于一體的功能。根據GPS與RS集成在土地變更調查中的應用分析，在野外調查測量時，如果借助GPS-PDA，實現野外測量與圖形繪制的一體化作業，同時使用高速的移動網絡數據傳輸業務，將GPS-PDA所采集到外業數據、編輯的圖形及屬性實時傳送回監控中心服務器上，實現內業再處理，直至更新數據庫。

目前類似系統已經開始應用，例如東南大學3S研發中心研制的“調查之星”作業系統、山東省國土測繪院衛星定位運營中心研發的“國土執法監察三級聯網全程監管平臺”等，并取得了良好的效果。綜合運用3S技術、移動通信技術和工作流技術，提高了土地利用變更調查的自動化程度和工作效率，節約了成本，為變更調查提供了科學高效的現代化手段，代表了3S技術集成的發展方向。

3 結語

在土地變更調查中，以RS獲取高分辨率影像作為數據源，生成正射影像工作底圖；以GIS組織、管理、分析土地調查信息；以GPS獲取地面點高精度三維坐標并實施定位，3S技術的綜合運用確保了高效、高標準地完成更新任務，為數據成果質量提供了堅實保障。

3S技術可以通過無線網絡緊密地聯系在一起，使整個作業過程能夠調動各方面資源，成為一個有機的整體，提高了傳統手工方法的精度，并減少了內業處理的復雜度，大大減輕了基層土地調查人員的勞動強度、提高了工

作效率，在土地變更調查中將會得到更廣泛的應用。

參考文獻

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作者簡介：翟偉光（1982-），供職于天津市測繪院，研究方向：測繪技術。endprint