土地調(diào)查中3S技術(shù)的集成應(yīng)用分析

王江成

（貴州省第三測(cè)繪院 貴州貴陽(yáng) 550000）

土地調(diào)查中3S技術(shù)的集成應(yīng)用分析

王江成

（貴州省第三測(cè)繪院 貴州貴陽(yáng) 550000）

土地調(diào)查作為我國(guó)一項(xiàng)十分重要的法定制度，是將我國(guó)土地資源進(jìn)行全面查實(shí)查清的非常重要的手段。將以GIS、RS、GIS為代表的3S技術(shù)應(yīng)用到土地調(diào)查中，能夠大大的提高土地調(diào)查的工作效率和數(shù)據(jù)精確度。本文主要闡述了土地調(diào)查中3S技術(shù)的應(yīng)用。

土地調(diào)查；RS；GIS；GPS；應(yīng)用

引言

3S技術(shù)的不斷發(fā)展，其高效的數(shù)據(jù)獲取、強(qiáng)大的空間數(shù)據(jù)處理分析以及直觀生動(dòng)的地圖數(shù)據(jù)表達(dá)顯示能力不斷的顯現(xiàn)出來(lái)，被廣泛的應(yīng)用在多個(gè)領(lǐng)域。將3S技術(shù)應(yīng)用到土地調(diào)查中，能夠?yàn)橥恋卣{(diào)查工作提供重要的技術(shù)支持，構(gòu)成了對(duì)空間數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)進(jìn)行采集、更新、分析、處理及為各種實(shí)際應(yīng)用提供科學(xué)決策的強(qiáng)大技術(shù)體系。在我國(guó)第二次全國(guó)土地調(diào)查工作中，3S技術(shù)被第一次應(yīng)用到土地調(diào)查作業(yè)中，根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，3S集成技術(shù)的應(yīng)用極大的提高了工作效率和精度。

1 3S技術(shù)在土地資源調(diào)查中應(yīng)用特點(diǎn)

1.1 RS

即遙感技術(shù)。可客觀、全面、立體、實(shí)時(shí)放映地物地貌景觀，可通過遙感成像特征與土地資源自然要素的對(duì)應(yīng)關(guān)系，快速解譯土地類型和土地利用類型及空間分布界線，為土地資源調(diào)查提供了省時(shí)、省力、快速、準(zhǔn)確的技術(shù)手段。

1.2 GIS

即地理信息系統(tǒng)。可對(duì)RS和實(shí)地調(diào)查和相關(guān)資料提供信息數(shù)據(jù)處理的平臺(tái)，可對(duì)調(diào)查區(qū)的土地單元建立屬性數(shù)據(jù)庫(kù)和空間屬性數(shù)據(jù)庫(kù)（圖形），可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯、存儲(chǔ)、組織、空間查詢和分析，直接為用戶提供調(diào)查成果。

1.3 GPS

即全球定位系統(tǒng)。具有全球性、全天候、連續(xù)性和實(shí)時(shí)性的導(dǎo)航、定定時(shí)功能，可提供實(shí)時(shí)、精密的地理坐標(biāo)，提高RS空間數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性，提高制圖的精度，可補(bǔ)充RS信息的不足。

2 3S技術(shù)在提高土地調(diào)查能力的重要作用

具體地說(shuō)，“3S”技術(shù)在以下方面充分體現(xiàn)了全面提高土地調(diào)查能力的重要作用：

2.1 改進(jìn)抽樣設(shè)計(jì)

在抽樣框的建立與維護(hù)上，通過將覆蓋范圍廣、時(shí)間獲取快的主要來(lái)自衛(wèi)星遙感的影像與普查資料、調(diào)查資料相結(jié)合，使豐富的普查、調(diào)查數(shù)據(jù)發(fā)揮了更大作用，為構(gòu)造在基本調(diào)查單元（行政村、網(wǎng)格等）上的空間抽樣框提供了可能性，也大大降低了成本。在實(shí)際調(diào)查單元的抽選上，以衛(wèi)星、航空、無(wú)人機(jī)等高分辨空間影像為參考對(duì)抽樣單元進(jìn)行劃分整理，為提高抽樣效率提供了更多的輔助信息。

2.2 提高調(diào)查技術(shù)

在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查工作中，應(yīng)用以GPS技術(shù)為基礎(chǔ)的調(diào)查設(shè)備，結(jié)合空間影像以及電子地圖數(shù)據(jù)，既能完成實(shí)地路線的設(shè)計(jì)和目標(biāo)查找，也能進(jìn)行樣本單位區(qū)的定位、邊界勾畫、面積測(cè)量等工作，全面提升數(shù)據(jù)采集的綜合能力。

2.3 強(qiáng)化質(zhì)量控制

將空間信息和網(wǎng)絡(luò)、通訊技術(shù)結(jié)合，實(shí)時(shí)獲取現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查情況和調(diào)查數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)查全過程、全時(shí)段的監(jiān)控，進(jìn)一步強(qiáng)化對(duì)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的質(zhì)量管理。

2.4 完善估計(jì)方法

以空間信息為輔助，建立相關(guān)的估計(jì)模型，對(duì)一些重點(diǎn)地區(qū)土地資源情況進(jìn)行估計(jì)，滿足更多、更廣泛的需求。

2.5 拓展統(tǒng)計(jì)領(lǐng)域

通過應(yīng)用現(xiàn)代遙感技術(shù)，獲得全面的土地資源信息，進(jìn)行全覆蓋的監(jiān)測(cè)。

2.6 創(chuàng)新服務(wù)方式

將海量的土地資源信息借以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、地理信息系統(tǒng)和空間分析的有機(jī)整合，以新的內(nèi)容和形式，創(chuàng)新統(tǒng)計(jì)信息服務(wù)方式，為政府、行業(yè)和社會(huì)公眾提供更直觀、方便、多樣、有效的信息服務(wù)平臺(tái)。

目前，我國(guó)已經(jīng)積累了空間信息技術(shù)在土地調(diào)查工作中的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。隨著國(guó)家衛(wèi)星技術(shù)、對(duì)地觀測(cè)技術(shù)的快速發(fā)展，“3S”空間信息技術(shù)在土地資源調(diào)查方面的應(yīng)用將會(huì)逐步加強(qiáng)，從而為滿足政府決策、行業(yè)發(fā)展和人民生活的需求，提供更準(zhǔn)確、更快捷、更豐富、更權(quán)威的土地資源統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)信息和數(shù)據(jù)共享、分析和互動(dòng)平臺(tái)。

3 3S集成在土地資源調(diào)查中的應(yīng)用

3.1 3S集成概述

遙感、全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)是目前對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)中空間信息獲取、存貯管理、更新、分析和應(yīng)用的三大支撐技術(shù)，3S集成是指三種技術(shù)與其他相關(guān)技術(shù)有機(jī)地集成在一起，是一種有機(jī)的結(jié)合、在線的連接、實(shí)時(shí)的處理和系統(tǒng)的整體性。GPS提供實(shí)對(duì)而準(zhǔn)確的定位信息，對(duì)于空間數(shù)據(jù)的確定有特殊意義；RS技術(shù)利用某些儀器設(shè)備，在不與被研究對(duì)象直接接觸的情況下，收集其數(shù)據(jù)，通過處理分析最后提取和應(yīng)用有關(guān)對(duì)象信息，是一種高效的信息采集手段，具有極高的空間時(shí)間分辨率；GIS是利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)圖形和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)來(lái)輸入、存貯、編輯、查詢、分析、決策和輸出空間圖形及屬性數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它能夠把現(xiàn)實(shí)生活中的種種信息有機(jī)地與反映地理位置的圖形信息結(jié)合在一起，可根據(jù)查詢與分析將信息真實(shí)、直觀地展現(xiàn)在用戶面前，也可將分析決策模型處理結(jié)果提交各級(jí)管理部門決策參考。

即RS發(fā)現(xiàn)變化，GPS測(cè)量變化區(qū)域，GIS統(tǒng)一管理數(shù)據(jù)。3S技術(shù)為科學(xué)研究、政府管理、社會(huì)生產(chǎn)提供了新一代的觀測(cè)手段、描述語(yǔ)言和思維工具。

3.2 3S集成在土地資源調(diào)查中的應(yīng)用

3S的結(jié)合應(yīng)用，取長(zhǎng)補(bǔ)短，是一個(gè)自然的發(fā)展趨勢(shì)，三者之間的相互作用形成了“一個(gè)大腦，兩只眼暗”的框架（如圖1），以從RS和GPS提供的浩如煙海的數(shù)據(jù)中提取有用信息，并進(jìn)行綜合集成，使之成為決策的科學(xué)依據(jù)。

圖1 3S集成框架

RS是進(jìn)行土地資源調(diào)查的第一步，必須肯定RS具有周期性、現(xiàn)實(shí)性的優(yōu)勢(shì)，但在實(shí)際的操作過程中，對(duì)于一些基層部門很難獲取周期性的、準(zhǔn)實(shí)時(shí)的航片、高分辯率衛(wèi)片，我們一般是對(duì)圖像的幾個(gè)波段進(jìn)行處理，通過運(yùn)算和變換，使圖像在亮度、反差、彩色等方面適應(yīng)人眼視覺和生理習(xí)慣，便于在計(jì)算機(jī)屏幕上提取空間信息。對(duì)變化區(qū)域的具體位置要在野外用GPS進(jìn)行定位，GPS要提供變化區(qū)的封閉記錄，數(shù)據(jù)處理后要由GIS的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的編輯、管理。可見：3S技術(shù)進(jìn)行土地資源調(diào)查有著以下特點(diǎn)：①加快了土地資源調(diào)查與制圖速度；②精簡(jiǎn)了費(fèi)用；③制圖精度大為提高；④可以將一般的土地資源調(diào)查轉(zhuǎn)入為土地資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。除了3S技術(shù)外，其它諸如數(shù)據(jù)庫(kù)等高新技術(shù)已經(jīng)逐步應(yīng)用于土地資源調(diào)查，隨著計(jì)算機(jī)等技術(shù)的發(fā)展，土地資源調(diào)查自動(dòng)化程度將逐步加快。GIS、RS和GPS三者集成利用，構(gòu)成為整體的、實(shí)時(shí)的和動(dòng)態(tài)的對(duì)地觀測(cè)、分析和應(yīng)用的運(yùn)行系統(tǒng)，提高了GIS的應(yīng)用效率。

在實(shí)際的應(yīng)用中，較為常見的是3S兩兩之間的集成，如GIS/RS集成，GIS/GPS集成或者RS/GPS集成等，但是同時(shí)集成并使用3S技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例則較少。RS、GIS、GPS集成的方式可以在不同的技術(shù)水平上實(shí)現(xiàn)，最簡(jiǎn)單的辦法是三種系統(tǒng)分開而由用戶綜合使用，進(jìn)一步是三者有共同的界面，做到表面上無(wú)縫的集成，數(shù)據(jù)傳輸則在內(nèi)部通過特征碼相結(jié)合，最好的辦法是整體的集成，成為統(tǒng)一的系統(tǒng)。由于3S技術(shù)自身的優(yōu)勢(shì)，己成為土地資源調(diào)查愈來(lái)愈有效的工具和手段，主要是在土地資源信息的獲取、更新、處理以及資料與實(shí)地的準(zhǔn)確性等方面有著不可替代的作用。3S技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于土地資源調(diào)查的整個(gè)環(huán)節(jié)（圖1）。

4 案例分析

4.1 應(yīng)用3S技術(shù)濕地資源調(diào)查

濟(jì)寧市中區(qū)全面開展?jié)竦刭Y源調(diào)查，為濕地資源的保護(hù)管理和合理利用提供統(tǒng)一完整、及時(shí)準(zhǔn)確的基礎(chǔ)資料和科學(xué)依據(jù)。市中區(qū)地處南四湖流域，濕地資源十分豐富，共有河流濕地、湖泊濕地、人工濕地等3大類9種濕地類型。這次濕地資源調(diào)查工作是在前一次調(diào)查工作的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，調(diào)查首次采用“3S”技術(shù)，借助遙感圖片判讀和現(xiàn)場(chǎng)校正等方法，對(duì)面積8hm2以上的湖泊濕地、沼澤濕地、人工濕地以及寬度10m以上、長(zhǎng)度5km以上河流濕地進(jìn)行全面調(diào)查。

4.2 湖南省應(yīng)用3S技術(shù)進(jìn)行土地調(diào)查

根據(jù)國(guó)務(wù)院關(guān)于開展第二次全國(guó)土地調(diào)查的相關(guān)部署，湖南省于2007年啟動(dòng)了第二次土地調(diào)查。3年多來(lái)，全省共投入經(jīng)費(fèi)6億多元，2.5萬(wàn)余人參與調(diào)查，完成了農(nóng)村土地調(diào)查、城鎮(zhèn)土地調(diào)查、基本農(nóng)田調(diào)查上圖、建設(shè)土地調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù)等任務(wù)，全面獲取了覆蓋全省的土地利用現(xiàn)狀信息，建立了省、市（州）、縣（市）三級(jí)農(nóng)村土地利用數(shù)據(jù)庫(kù)，形成集影像、土地利用、土地權(quán)屬、文字報(bào)告等于一體的土地調(diào)查成果。與1996年完成的第一次土地調(diào)查相比，本次調(diào)查采用了先進(jìn)的方法與技術(shù)，成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用更加方便。在今天召開的全省國(guó)土資源工作會(huì)議上，第二次土地調(diào)查的先進(jìn)集體和個(gè)人受到表彰。此次調(diào)查全面采用了3S技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、編輯、儲(chǔ)存、管理、分析和應(yīng)用，并且利用GIS技術(shù)，使地類范圍、土地權(quán)屬界線矢量化。農(nóng)村集體土地與城鎮(zhèn)國(guó)有土地登記資料全面掃描入庫(kù)，與宗地建立了一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了土地利用成果信息化。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在土地資源調(diào)查中RS和GPS提供大量的數(shù)據(jù)信息源，同時(shí)GPS可以進(jìn)行精確的定位，GIS則對(duì)調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理。數(shù)字地球的提出更加快了3S技術(shù)的發(fā)展及其在土地資源調(diào)查中的應(yīng)用。今后3S技術(shù)在土地調(diào)查中的應(yīng)用將會(huì)得到不斷的充實(shí)和完善，將會(huì)發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。

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A

1004-7344（2016）35-0193-02

2016-12-4