基于3S技術(shù)的宗地數(shù)據(jù)整理與建庫分析

文｜盤喜麗

基于3S技術(shù)的宗地數(shù)據(jù)整理與建庫分析

文｜盤喜麗

雖然傳統(tǒng)的土地資源調(diào)查方法可提供詳實的數(shù)據(jù)，然而由于傳統(tǒng)的外業(yè)調(diào)查技術(shù)，其進度受到人力、設(shè)備等客觀因素的限制，因此周期長，而無法滿足當今信息時代的土地管理要求。近些年3S技術(shù)不斷被應(yīng)用于土地宗地調(diào)查和數(shù)據(jù)庫的建設(shè)中，不僅縮短了調(diào)查的周期，還可以有效進行土地利用監(jiān)測，同時，監(jiān)測的結(jié)果又可以對土地資源調(diào)查的數(shù)據(jù)進行核實。

一、遙感技術(shù)的宗地信息提取

人之所以能看到并識別周圍的物體，主要是靠物體對光的反射。現(xiàn)代物理告訴我們，光是一種電磁波，地表物體都會向空間反射或輻射能量(如反射光)，反射或輻射的能量形成電磁波，從而遙感平臺的傳感器可檢測到電磁波，并根據(jù)所檢測到電磁波特征成像。遙感圖像分析和信息提取是把遙感圖像付諸使用的關(guān)鍵步驟，為了提高建設(shè)用地判讀的精度和效率，最好取得相同比例尺的地形圖和土地利用現(xiàn)狀圖等資料。目前我國土地利用監(jiān)測使用的衛(wèi)星遙感資料中，MSS圖像由土地利用管理于精度差，已很少用；SPOT圖像的費用相對昂貴，使用也不廣泛，通常在精度要求較高時輔助其他；衛(wèi)星圖像使用；而TM圖像的精度能達到目前土地利用動態(tài)監(jiān)測的要求，同時費用也能接受。

因此，目前TM圖像是進行土地利用遙感監(jiān)測的主要信息源。為了使建設(shè)用地遙感信息成果與土地資源變更調(diào)查的時間具有相對一致性，同時結(jié)合農(nóng)作物的生長特點，可采用9-11月的衛(wèi)星遙感資料作為主要信息源，這樣取得的成果可以用于對土地資源變更調(diào)查的數(shù)據(jù)進行校核驗證。

（一）獲取衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)

在計算機遙感圖像處理系統(tǒng)中，導(dǎo)人衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)，或通過掃描得到衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)。以TM圖像為例，一般計算機遙感圖像處理系統(tǒng)中可直接導(dǎo)人7個波段的數(shù)字圖像，或?qū)⒓俨噬衿ㄟ^掃描經(jīng)控制點配準得到三個波段的數(shù)字圖像。

（二）借助地理信息系統(tǒng)(GIS)

得到調(diào)查區(qū)域的邊界矢量圖。由于衛(wèi)星圖像是整幅(或若干幅)方形的數(shù)據(jù)范圍，而真正調(diào)查的范圍往往與行政區(qū)相對應(yīng)，須借助地理信息系統(tǒng)(GIS)手段，得到調(diào)查區(qū)域的邊界矢量圖，將邊界矢量圖與遙感圖像進行疊加，確定監(jiān)測范圍，即刪去邊界矢量圖外的圖像。選擇合適的波段組合，對遙感圖像進行增強處理。

（三）建立土地利用遙感分類系統(tǒng)

由于建設(shè)用地是與耕地、林地、園地等地類交錯分布的。因此，一般要根據(jù)土地資源調(diào)查分類，結(jié)合考慮遙感應(yīng)用的目的性、遙感資料的可判性、調(diào)查區(qū)的特點建立合理的土地利用遙感分類系統(tǒng)。

（四）建立基本信息源的遙感解譯標志

提取建設(shè)用地信息，編制建設(shè)用地分布圖。將通過以上步驟得到的建設(shè)用地分布圖進行實地抽樣核實，最終得到建設(shè)用地分布成果圖。經(jīng)計算機統(tǒng)計得到調(diào)查區(qū)域內(nèi)建設(shè)用地面積數(shù)據(jù)。

實際上，采用衛(wèi)星遙感技術(shù)進行土地監(jiān)測，不僅僅是為了對建設(shè)用地進行調(diào)查，而是土地資源管理手段上的一次技術(shù)革命。通過遙感監(jiān)測，彌補了傳統(tǒng)土地資源調(diào)查周期長的缺陷，使得數(shù)據(jù)具有更強的現(xiàn)實性。這對土地變更調(diào)查、違法用地查處、規(guī)劃的順利實施等多項工作都有著重要的價值。隨著遙感技術(shù)的發(fā)展，在土地利用監(jiān)測中航空遙感和主動遙感(雷達)的應(yīng)用，以及全國土地利用動態(tài)監(jiān)測體系建立，遙感技術(shù)在土地利用管理中將發(fā)揮更大的作用。

二、GPS-RTK技術(shù)的宗地測量與圖件繪制

（一）宗地測量控制點加密

在地籍控制測量中可以應(yīng)用實時動態(tài)定位技術(shù)，一般根據(jù)實際需要，布設(shè)控制點也較為靈活，布設(shè)的點位沒有嚴格的間距要求。如圖1，將宗地分為獨立的A、B兩個測區(qū)，采用GPS的動態(tài)定位方法，就能實現(xiàn)在△點位置架設(shè)基準站，并且在宗地中需要布設(shè)控制點的A、B區(qū)域內(nèi)，直接進行控制點的布設(shè)作業(yè)，不需要于A、B之間的地帶進行傳算點的布設(shè)，這樣的方法對于那些交通不便利的區(qū)域土地的測量提供了極大便利。

圖1 地宗地測量控制點加密

（二）宗地地籍控制測量

利用GPS技術(shù)進行城鎮(zhèn)地籍控制測量，從精度上看(平面相對定位精度較高，高程定位精度較低，但地籍測量的特點是對高程精度的要求亦不高)是完全可行的。但是考慮到我國各個城市一般都有傳統(tǒng)的測量控制網(wǎng)及成果數(shù)據(jù)，且城市地籍測量單位的常規(guī)測量儀器設(shè)備及技術(shù)力量仍應(yīng)充分發(fā)揮其作用，因此在目前條件下，用GPS建立城市二、三等首級平面控制網(wǎng)或用GPS與傳統(tǒng)大地測量組成混合網(wǎng)，然后在城市街道、房屋密集和GPS測量選點發(fā)生困難的地方，用傳統(tǒng)控制測量方法加密，是比較現(xiàn)實與合理的。

（三）宗地權(quán)屬界線測量

實時動態(tài)定位技術(shù)另一個非常適合的領(lǐng)域是放樣土地權(quán)屬界線。尤其是在通視不便、測量困難地區(qū)。在土地管理中，經(jīng)常出現(xiàn)：土地權(quán)屬界線在圖上已確定，但由于實地地形復(fù)雜或通視困難等不利條件，利用常規(guī)方法很難落界的情況。

土地測量的一個重要分支就是放樣，采用一些測量方法在實地給標定出將人為前提設(shè)置好的點位，以往傳統(tǒng)的方法方法很多，例如最常使用的經(jīng)緯儀交會放樣法，以及使用全站儀進行放樣。要完成一個設(shè)計點位成功放樣，一般情況下需將目標往返移動多次，這個過程需要2-3配合操作完成，同樣的，這個放樣進行時需要樣點間具有良好通視效果，這樣的方法在實際應(yīng)用中效率較低，如果遇到困難情況時，需要借助其他方面的技術(shù)才能順利完成放樣。而使用RTK技術(shù)完成放樣過程則顯得十分簡單，只要將提前設(shè)計點的經(jīng)緯坐標輸進系統(tǒng)，攜帶者GPS設(shè)備，系統(tǒng)會自動提醒放樣點具體位置，使得放樣的過程十分方便。因為GPS采用具體坐標控制放樣位置，因此放樣精度高且均勻。

另外，實時動態(tài)定位技術(shù)測量系統(tǒng)還具有圓曲線、緩和曲線等曲線放樣功能，很適合于公路、鐵路的放樣。

（四）宗地圖件測量

測量工作中，采用RTK技術(shù)進行測圖過程，只需要一個人攜帶儀器在待測的碎部點停留1-2s，同時輸入特征編碼，使用便攜記錄本或電子設(shè)備記錄，如果點位的精度符合測量要求時，需要將測量的宗地內(nèi)的地形地物數(shù)據(jù)點記錄后帶回室內(nèi)進行整理，通過使用專業(yè)測圖軟件進行數(shù)據(jù)成圖過程，并及時輸出需要宗地地形圖。采用RTK技術(shù)測點的最大特點是不需要點與點之間達到通視效果，只需要一人完成操作，測圖工作的過程簡便，工作效率得到極大提高。

地籍和房地產(chǎn)測量中應(yīng)用RTK技術(shù)測定每一宗土地的權(quán)屬界址點以及測繪地籍與房地產(chǎn)圖，同上述測繪地形圖一樣，能實時測定有關(guān)界址點及一些地物點的位置并能達到要求的厘米級精度。將GPS獲得的數(shù)據(jù)處理后直接錄入GPS測圖軟件系統(tǒng)，可及時地精確地獲得地籍和房地產(chǎn)圖。但在影響GPS衛(wèi)星信號接收的遮蔽地帶，應(yīng)使用全站儀、測距儀、經(jīng)緯儀等測量工具，采用解析法或圖解法進行細部測量。

三、基于GIS技術(shù)的宗地數(shù)據(jù)庫建設(shè)

地理信息系統(tǒng)(GeographiclnformationSystem，簡稱GIS)是20世紀60年代開始迅速發(fā)展起來的一門新技術(shù)，是以采集、存儲、管理、描述、分析地球表面及空間和地理分布有關(guān)的數(shù)據(jù)的信息系統(tǒng)。基于這些特性，宗地數(shù)據(jù)整理與建庫不謀而合，采用地理信息系統(tǒng)是必然。例如：廣西南寧市歷史宗地整理與建項目采用超圖公司SUPERMAP DESKPRO一款桌面平臺，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、拓撲、接邊、分析、建模、輸出等功能，建立有坐標的、有圖形、有屬性相關(guān)空間數(shù)據(jù)庫，為國土資源實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享提供強大的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為加快不動產(chǎn)登記速率提供參考價值。

（一）建立宗地數(shù)據(jù)庫評價單元

土地評價涉及多種土地要素，不同的地區(qū)、評價尺度和精度，對反映土地要素的種類和數(shù)量的要求也是不一樣的。例如：宗地數(shù)據(jù)整理與建庫質(zhì)量評價中，評價單元是按宗地之間測量誤差、宗地位置偏離率、宗地與屬性數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)準確性，宗地投影與數(shù)學(xué)基礎(chǔ)選擇確定性、宗地數(shù)據(jù)庫成果與宗地檔案對應(yīng)準確性、宗地數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)描述合理性，屬性字段的全面性等宗地要素相結(jié)合的原則確定的。此外通過GIS還可以將宗地要素與此各種土地要素，通過疊加分析，生成評價要素圖和評價要素數(shù)據(jù)表，既可以是全國的，也可以是區(qū)域的；既可以從全國的庫中提取一個區(qū)域，也可以用幾個區(qū)域庫合并成大區(qū)庫甚至全國庫。

（二）建立面數(shù)據(jù)庫

空間要素采用分層的方法進行組織管理，對于不同來源的空間數(shù)據(jù)，設(shè)計不同數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)表，入庫時在關(guān)鍵字段標記數(shù)據(jù)來源，為以后數(shù)據(jù)應(yīng)用提供依據(jù)。

層名稱及各層要素

宗地面數(shù)據(jù)集

宗地屬性表結(jié)構(gòu)

續(xù)表

（三）宗地數(shù)據(jù)評價結(jié)果輸出

GIS在評價結(jié)果的管理和輸出方面的功能十分強大。由于具體的評價工作都是針對屬性數(shù)據(jù)表進行的，為了能圖文并茂地反映土地的質(zhì)量狀況和分布規(guī)律，需要將數(shù)據(jù)表和評價單元圖進行鏈接，以反映每個評價圖斑的土地質(zhì)量。在ARC／INFO中可以通過合并(joinitem)或鏈接(relate)命令實現(xiàn)屬性數(shù)據(jù)和圖形數(shù)據(jù)的鏈接。

四、結(jié)語

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，城市(城鎮(zhèn))建設(shè)不斷擴張占用城郊耕地，且往往是優(yōu)質(zhì)耕地，因此采用遙感技術(shù)(RS)、全球定位系統(tǒng)（GPS）以及地理信息系統(tǒng)(GIS)三者相結(jié)合完成對城鄉(xiāng)土地利用，尤其是針對城鄉(xiāng)結(jié)合部建設(shè)用地調(diào)查、數(shù)據(jù)提取和數(shù)據(jù)庫建設(shè)，一方面可以有效保護耕地，同時為土地利用管理宏觀決策起到了重要意義。

作者單位：南寧市國土測繪地理信息中心