基于Skyline的農村土地調查成果三維應用系統研發

李鳳亮，郭瑞隆

（1.北京洛斯達數字遙感技術有限公司，北京 100011；2.西安煤航信息產業有限公司，陜西 西安710054）

基于Skyline的農村土地調查成果三維應用系統研發

李鳳亮1，郭瑞隆2

（1.北京洛斯達數字遙感技術有限公司，北京 100011；2.西安煤航信息產業有限公司，陜西 西安710054）

為了充分利用第二次土地調查成果，探討研發了基于Skyline的農村土地調查成果三維應用系統。該系統集成了豐富的土地信息和基礎地理信息，提供了直觀的三維場景，可實現三維量算、規劃選址、編輯和分析等功能。相對于傳統紙質土地利用現狀圖的專題性和專業性，該系統構建的三維地理場景簡潔直觀，即使非專業人員也很容易判讀和識別。國土資源部門可實現基于該系統的虛擬辦公，而且便于社會各行業充分利用第二次土地調查成果。

第二次土地調查；土地利用現狀圖；三維應用系統；Skyline

1 傳統紙質土地利用現狀圖

土地利用現狀圖是用符號、代碼、顏色等地圖語言來表達土地類型及其分布規律等土地資源信息的，如圖1所示，它能全面反映當地土地類型、位置、范圍、面積和分布等利用狀況，非常適合土地調查和管理人員對土地調查區內的土地利用現狀進行判讀，從而應用土地調查的成果。但是這種傳統的平面紙質圖有很多不足：①作為專題地圖的土地利用現狀圖采用符號或代碼來表示土地類型，不夠直觀、形象，非專業人員必須通過對照圖例才能了解地圖內容，使用效率低、范圍小；②信息不夠完整，沒有地形和地貌的信息，不能反映地表高低起伏，尤其是山地、丘陵、溝壑等復雜地形，也就不能表現出土地利用要素與地形地貌之間的空間位置分布關系；③不能對紙質的土地利用現狀圖進行編輯和修改。

圖1 傳統紙質土地利用現狀圖

2 建立系統的方法

鑒于傳統紙質土地利用現狀圖的不足，探討了基于Skyline開發農村土地調查成果三維應用系統的方法。建立農村土地調查成果三維應用系統的基本目標是在三維建模技術和空間數據融合技術的支撐下，集成多分辨率遙感影像、DEM、土地調查成果矢量數據等多種數據，整合土地調查成果的各種資料信息，構建一個形象、直觀的三維地理場景，實現對調查區內土地利用現狀基于此環境的查詢、設計和分析，可為政府相關人員和社會公眾更好地研究和利用土地調查成果提供便利的條件。

2.1 數據準備

1）DOM數據。DOM數據可使用第二次土地調查的工作底圖——1∶10 000遙感DOM，該影像地圖大部分都是由分辨率為0．60 m的QuickBird衛星遙感影像，通過Erdas Imagine遙感圖像處理軟件進行影像糾正而成的。

2）三維地形數據。DEM數據可使用1∶10 000地形圖數據，抽取高程點或等高線層，使用ArcToolBox中的ASCII to Raster工具，或者將等高線層轉為shp格式，在ArcGIS中利用Create TIN from Features工具，兩種方式最后都可以生成DEM。

3）土地利用現狀數據。利用土地調查所得到的矢量數據，如行政界線、權屬界線、地類圖斑、線狀地物、地名和土地類型注記等數據，將其在ArcGIS中轉為shp格式的矢量數據，通過Terra Explorer軟件中的Load Features Layer工具，加載到三維地形景觀上，就能實現對土地利用要素的瀏覽、查詢等基本操作。

2.2 疊加數據

三維地形建模采用Skyline公司的TerraBuilder軟件完成，它可以很好地將各種衛星遙感影像、DEM、矢量數據融合到一起，創建精確地理配準、具有照片實景效果的三維地面模型。系統數據采用3層金字塔架構，底層是DEM，中間層是DOM，最上層是土地利用現狀數據，3層數據緊密融合生成了形象直觀、信息豐富的農村土地調查成果，如圖2所示。該系統中黃線表示調查區內的權屬界線以及行政界限；綠線表示該地區地類界線；藍線則代表線狀地物。

圖2 成果演示圖

3 系統的應用及優勢

3.1 應用方式

由于該系統提供了仿真的虛擬現場，它可以提供一個從不同角度和高度（即宏觀和微觀）觀看目的地及其鄰近區域土地情況和地理狀況的場景，不僅大大開闊了視野，還減少了親臨現場帶來的各種麻煩。通過該系統，使用者對該地區土地利用狀況一目了然，相對于傳統紙質土地利用現狀圖的晦澀難懂，它不需要對照圖例進行判讀，各種土地資源類型非常形象直觀，即便是非專業人員也很容易從中了解到該地區的各種土地資源信息。

利用該系統可以很方便地開展以下工作：

1）便于向上級領導匯報工作，避免了相關領導親臨現場帶來的麻煩，可以通過該系統直接匯報相關工作；

2）便于進行招商引資，外地商戶可通過網絡瀏覽該系統，清晰直觀地對該地區土地現狀進行深入的了解；

3）便于國土資源部門內部討論轄區內的土地問題，土地管理人員可以通過該系統直接討論解決方案；

4）便于社會各行業如農業、林業、畜牧業、水利水電行業等部門了解和使用土地調查成果。

3.2 應用優勢

本系統采用的平臺軟件Skyline是利用航空衛星影像、DEM和其他GIS數據等創建三維地理環境的軟件系統。它允許用戶快速地融合各種數據庫，實時地給用戶展現三維地理空間。該系統具有以下優點：

1）將土地調查成果矢量數據、DOM、DEM進行疊加融合，可視化程度高，容易判讀，利用價值高；

2）根據地區內不斷變化的土地利用狀況，實時地編輯、修改不同地區的各種土地類型等數據，以便及時反饋給相關人員開展研究工作；

3）通過Terra Gate可將系統進行網絡發布，安裝了Terra Explorer的客戶能夠通過網絡直接實現對該系統的訪問、瀏覽、查詢等基本功能；

4）可基于C#對系統進行二次開發，根據客戶的需求，應用控件開發不同功能的系統組件，不斷改進系統。

綜上所述，研制農村土地調查成果三維應用系統，不僅可以最大限度地利用土地調查所取得的成果，而且可以大大提高國土資源部門開展相關工作的效率。

4 結 語

不斷提高土地調查成果的利用率需要改善土地調查成果的表達和管理方法，本文利用Skyline軟件建立的農村土地調查成果三維應用系統，直觀形象地展示了土地調查所取得的成果。系統集成了豐富的信息，為政府各部門和社會公眾高效利用土地調查成果打下了堅實的基礎。進一步開發后，該系統可廣泛應用于土地整理、開發等土地規劃工作以及各種大型地面建設工程的規劃和設計，也可為直觀形象地表達規劃和設計思想提供便利條件。

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B

1672-4623（2016）01-0092-02

10.3969/j.issn.1672-4623.2016.01.027農村土地調查成果是國家花費巨額資金，調查人員花費大量心血取得的，應該最大限度地發揮其作用。農村土地調查成果中最重要的兩個成果是農村土地調查數據庫和土地利用現狀圖，其中土地利用現狀圖的應用最為廣泛。土地利用現狀圖是用來表達土地調查區內土地資源的利用現狀、土地開發利用的程度、利用方式的特點、各類用地的分布規律以及土地利用與環境關系的專題地圖，它是研究和應用土地調查成果的重要工具和基礎資料。

李鳳亮，高級工程師，研究方向為航空攝影測量和地理信息系統。

2014-12-04。

項目來源：國家自然科學基金青年基金資助項目（51409204）。