3S技術應用于農村集體土地所有權確權的方法研究

崔 禹

(廣東省國土資源測繪院，廣東 廣州 510500)

引言

根據國土資源部聯合財政部、農業部下發《關于加快推進農村集體土地確權登記發證工作的通知》 (國土資發〔2011〕60號)要求，必須切實加快農村集體土地所有權、宅基地使用權、集體建設用地使用權等確權登記發證工作，力爭到2012年把農村集體土地所有權確認到每個具有所有權的集體經濟組織。

近年來，3S技術發展迅速，已經被廣泛應用。3S技術是遙感技術 (Remotesensing，RS)、地理信息系統 (Geography InformationSystems，GIS)和全球定位系統 (Globalpositioning systems，GPS)的統稱，是空間技術、傳感器技術、衛星定位與導航技術和計算機技術、通訊技術相結合，多學科高度集成的對空間信息進行采集、處理、管理、分析、表達、傳播和應用的現代信息技術。

廣東省梅州市梅縣響應國土資源部號召，由梅縣國土局負責組織實施，經過科學研究、全面考慮，決定采用3S先進技術進行農村集體土地所有權確權，嚴格按照國家法律法規及土地確權相關標準，更經濟、更高效開展土地確權工作。

1.集體土地所有權確權工作流程

農村集體土地所有權確權登記發證工作，可以劃分為四個主要板塊:

1)工作底圖制作

工作底圖、宗地圖的制作利用 RS技術制作遙感正射影像圖;

2)外業調查與測繪

外業界址點測量采用GPS－RTK技術進行數據采集;3)數據整理與建庫

調查數據則采用GIS技術進行入庫、管理等;4)檢查驗收。

工作流程如圖1所示。

圖1 工作流程圖

2.RS技術應用

RS技術利用某些儀器設備，在不與被研究對象直接接觸的情況下，收集數據，通過處理分析，最后提取和應用有關對象信息，是一種高效的信息采集手段，具有極高的空間時間分辨率。

梅縣農村集體土地確權項目大部分采用2012年5月拍攝的高分辨率影像圖，通過正射糾正，其原理是將影像化為很多微小的區域，根據相關的參數建立數據模型，然后利用數字元高程模型對原始影像進行糾正，使其轉換為正射影像。工程流程圖如圖2所示。

圖2 正射糾正的工藝流程圖

由于土地確權外業指界工作量大，不可能每塊宗進行實地指界，利用高分辨率的遙感正射影像圖制作成為土地確權工作底圖，套合上一年度土地變更調查資料，可在室內進行界線確認工作，無需所有宗地進行實地指界，界線位置判讀困難的地方，再到實地進行指界。這樣大大提高了外業指界的工作效率，減少野外工作時間，而且遙感正射影像圖精度較高，甚至一條田埂都能清晰可辨，精度完全可以達到規范要求。宗地圖制作以遙感正射影像圖為基礎，相對于原來以地籍圖為基礎的宗地圖更加直觀，易于辨認，宗地位置、四至范圍更加一目了然。

3.GPS界址點測量

根據項目要求在多條權屬界線交匯處、重要的轉折點設立界址點，復雜地段根據實際情況設立界址點，以木樁、噴漆等形式做好標識。由于項目測區處于偏遠山區，控制點較少，通視條件較差，采用 GPS測量就不存在上述問題，工作效率、經濟效益將大大優于常規測量。

廣東省已完成覆蓋全省的CORS參考站的建設。連續運行參考站系統 (ContinuousOperationalReferenceSystem，簡稱CORS系統)可以定義為一個或若干個固定的、連續運行的GPS/GNSS參考站，利用現代計算機、數據通信和互聯網(LAN/WAN)技術組成的網絡，實時地向不同類型、不同需求、不同層次的用戶提供經過檢驗的不同類型的 GPS觀測值(載波相位、偽距)，各種改正數、狀態信息以及其他有關GPS服務項目的系統。

利用一臺 GPS接收機 +手簿作為流動站，采用廣東CORS系統，以GPS(VRS)模式在其信號覆蓋范圍內，進行GPS差分坐標測量，即GPS流動站向運行 GPS－Net－work的控制中心發送它的概略位置，具體的方式是通過GSM網發送標準的NMEA位置信息，控制中心接收此信息并進行誤差計算后重新向流動站發送改正過的 RTCM信息，達到實時定位。GPSRTK工作原理示意圖如圖3所示。

圖3 GPSRTK工作原理示意圖

采用GPS－RTK測量時，先進行儀器連接，設置IP地址、端口、接入口 (RTCM31)、轉換參數等，然后進撥號鏈接，接入CORS站。測量前，對原有控制點進行檢測，各項限差滿足規范要求后再進行界址點測量。網絡 RTK技術基本要求:

1)衛星高度角限值≥15°;

2)同步觀測衛星數≥5顆;

3)位置精度衰減因子 (PDOP值)≤6;

4)數據采集歷元數≥10;

5)當初始化時間超過3min仍不能獲得固定解時，應斷開通訊鏈接并重新啟動GPS接收機進行初始化操作。重試次數超過3次仍不能獲得初始化應取消本次測量。

4.GIS 數據管理

GIS技術是指在計算機軟硬件支持下運用系統分析和信息科學的理論，科學管理和綜合分析具有空間內涵的地理數據，以提供對規劃、管理、決策和研究所需信息的技術系統。GIS具有空間數據的輸入與編輯、組織與分析、查詢與管理以及制圖輸出等功能。應用GIS建立農村集體土地所有權數據庫，可以快捷地實現面積匯總、數據查詢輸出、圖件編制等功能，對加強農村集體土地管理及規劃起到很大作用。

外業調查數據錄入ARCGIS進行數據建庫。利用地籍管理系統，可按照土地登記發證程序進行土地申請、審批，輸出土地登記卡、土地歸戶卡，最后打印土地所有權證書。同時，數據庫還具有瀏覽、編輯、查詢、數據統計分析等功能。相對于以前紙質文件進行登記發證，節省了許多麻煩的手續，提高發證效率，也為以后的農村集體土地管理工作提供強有力的工具。系統實現地籍管理中三個“一體化”:圖數一體化、登記發證與檔案一體化、業務審批和流程控制一體化，從而達到地籍辦公無紙化、流程化，土地登記公開查詢信息化，提高辦事效率，保證土地登記和建庫符合標準規范。

5.需注意的問題

5.1 RS技術問題

1)數據采集過程中的誤差

遙感數據的采集過程中會產生一些誤差:如大氣條件的不均勻性、變化性與儀器的不穩定性等。其中有些誤差是可以消除或削弱的，如光譜校正與幾何校正等，但殘存誤差是存在的;

2)數據處理的誤差

幾何校正時，采用的地面控制點存在誤差會影響到幾何校正。影像增強或特征提取、數模轉換過程中會產生新的誤差;

3)數據轉換和傳輸過程中的誤差

不論是從矢量到柵格還是從柵格到矢量的轉換，在投影變換的過程、數據的網絡傳輸過程中都會產生新的誤差。

5.2 GPS測量誤差

GPS測量是通過地面接收衛星傳送的信息來確定地面點坐標。測量結果的誤差主要來源于 GPS衛星、衛星信號的傳播過程、GPS接收機等地面接收設備和其他人為因素等。按誤差性質分為偶然誤差和系統誤差。偶然誤差主要包括;人為對中誤差、天線高量取誤差等;系統誤差主要包括衛星的星歷誤差、衛星鐘誤差、接收機鐘誤差、電離層、對流層延遲以及多路徑效應的誤差等。其中，系統誤差無論從大小還是對定位結果的危害性來講都比偶然誤差大得多，因此系統誤差是 GPS測量的主要來源，同時也是空間數據誤差的來源。

5.3 GIS數據質量

GIS數據質量包含如下幾個方面:

1)位置精度

如數學基礎、平面精度等，描述幾何數據質量;

2)屬性精度

如要素分類的正確性、屬性編碼的正確性等，用反映屬性數據的質量;

3)邏輯一致性

如結點匹配精度、拓撲關系的正確性等。GIS數據庫所需的各種數據來源，主要包括:地圖、文本資料、遙感圖像、實測數據、已有系統數據等。針對各種誤差，GIS數據處理時要進行各種數據檢查，建立拓撲關系進行處理，保證 GIS數據質量。

6.結束語

農村集體土地所有權登記發證是國家土地管理的大事，工作量非常大，采用高清遙感影像對地籍調查、外業確界工作有非常重要的作用;GPS測量的應用提高測量精度、縮短作業時間;GIS數據管理為登記發證工作提供很好的平臺，實現信息化、數字化、系統化。3S技術時代的到來，是傳統作業方式與現代信息技術發展相結合的產物，21世紀是數字化的年代，3S技術將是未來土地管理發展的必然趨勢。

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