國土資源測繪過程中3S技術應用的有效策略分析

文／鄧先睿、張金盈 山東省國土測繪院 山東濟南 250000

引言：

與傳統測繪技術相比，3S技術具有較高的信息化水平，不僅能夠更加全面、準確、高效地完成測繪數據采集工作，而且可以對測繪數據進行自動化的處理分析，極大地提高了測繪的效率和質量，減少了人為因素對測繪精度的影響。同時，3S技術的適應性較好，能夠更好地滿足復雜環境下的測繪要求。基于3S技術的諸多技術優勢，其在國土資源測繪工作得到了越來越廣泛的應用。國土資源測繪部門應加強對3S技術的研究，充分了解3S技術特點以及適用條件，準確掌握3S技術應用要點，且應加強對3S技術在國土資源測繪工作中應用實踐經驗的總結，大膽進行技術創新和改進，進一步提高3S技術在國土資源測繪中應用的合理性和有效性。此外，國土資源測繪部門還應積極拓展3S技術在國土資源測繪工作中的應用途徑，充分發揮3S技術在國土資源測繪中的技術優勢，從而推動我國國土資源測繪技術向數字化、自動化、信息化以及智能化方向發展。

1、概述國土資源測繪工作

所謂國土資源指的是能夠為人類生存提供保障，并可以產生經濟價值的水資源、土地資源以及生物資源等各類資源的統稱。而國土資源測繪工作則是對各類資源進行勘測調查，為國土資源的規劃、評價、開發利用以及治理等各項管理工作的開展提供參考依據的工作[1]。國土資源是保障我國社會經濟實現可持續性發展的重要基礎，對國土資源測繪技術也提出了很高的要求。

2、概述3S技術

3S技術是指包括GIS技術、GIS技術以及RS技術在內的現代測繪技術，隨著3S技術的不斷發展，其在國土資源測繪過程中的應用日益廣泛。

3S技術中的GPS技術也就是Global Positioning System的縮寫，既全球定位系統，該技術具有較高測繪精度，能夠實現全天候定位測量[2]。目前，GPS技術的應用已經較為成熟，在多個領域均得到了廣泛的應用。全球定位GPS技術在實際應用中，主要由用戶設備、GPS衛星以及地面測控設備共同構成GPS系統。施測時則是通過地面觀測設備對4顆以上的衛星進行同步連續觀測，并利用GPS接收設備接收衛星信號，通過對信號數據的計算分析，獲得測點坐標數據。隨著GSP技術的發展，在傳統的GPS靜態定位測量技術基礎上，還研發出了載波相位差分測量技術以及網絡RTK等新型技術，其定位測量精度和測量效率均得到了進一步的提升，能夠更好地適應現代國土資源測繪工作的要求。

3S技術中的GIS技術也就是Geographic information System的簡稱，即地理信息系統。GIS技術主要是以計算機軟件系統以及相關硬件設備為基礎，采集地球表層空間地理數據，并對相關數據信息進行存儲、計算分析、表述呈現以及管理的綜合性技術系統，具有較高的信息化水平，能夠對被測目標的地理空間特征進行可視化呈現，且系統中的數據庫能夠為數據信息的統計分析以及查詢調用等提供服務。在國土資源測繪過程中，應用GIS技術能夠有效提高數據信息的處理效率，并能夠自動完成模型構建以及圖件制作等任務（如圖1所示）。

圖1 GIS技術

3S技術中的RS技術則是Remote Sensing的簡稱，既遙感技術，其主要是從外層空間以及高差獲得地球表層地物特征信息的測繪技術（如圖2所示）。

圖2 RS技術

3、3S技術在國土資源測繪過程中的應用策略分析

3.1 國土資源測繪中，GPS技術應用策略

與傳統國土資源測繪技術相比，3S技術中的GPS技術在定位測量是由于主要通過衛星定位系統進行坐標數據采集，對地面環境以及通視條件的要求相對較低，且不易受氣候條件等因素的影響，能夠實現全天候的測繪數據采集，因此能夠有效提高信息采集的效率和質量，且具有較好的技術適用性。在應用GPS技術進行國土資源測繪時，主要包括GPD控制網的布設、計算坐標參數以及設置基站等環節。測繪人員應準確掌握其技術應用要點，不斷拓展GPS技術應用途徑。

3.1.1 國土資源測繪過程中GPS技術應用要點分析

在國土資源測繪過程中應用GPS技術時，測繪人員首先應布設GPS控制網。目前，在布設GPS控制網時，一般是采用GPS靜態測量技術，按照國土資源測繪工作的實際精度等級要求進行布設。測繪人員應在不同檢測點上設置2臺以上的GPS接收裝置，且應確保能夠對4顆以上衛星進行同步觀測，連續觀測時間則應超過45min[3]。同時，測繪人員應以高等級節點坐標為基礎進行聯系測量，以提高GPS控制網的布設精度。當需要設置區域性GPS控制網時，測繪人員應在被測區域內選擇地勢相對開闊位置的控制點作為基準點，并在基準點上以及測點上分別設置GPS接收裝置，以便開展連續觀測工作。根據國土資源測繪工作要求，對極界址點、像控點以及圖根點進行定位測量時，測繪人員則可以采用GPS動態測量技術，以提高測量的效率和精度。測繪人員可以將GPS接收裝置設置在基準站上，并對測區范圍內所有可觀測衛星進行連續觀測，且應利用無線傳輸方式向流動站發送觀測數據。而流動站既可以接收數據信息，也可以對測點坐標進行實時的處理分析。在布設GPS控制網時，為確保GPS信號接收的穩定性和有效性，測繪人員應合理選擇基準點以及測點位置，盡量遠離大面積水域或者存在強電磁干擾的點位，且測點應具有較好的對空通視條件，防止其對GPS信號產生影響。此外，在布設GPS控制網時，測繪人員應根據國土資源測繪的實際精度等級需要選擇相應的GPS定位測量技術。例如在布設D級或者E級城區范圍的GPS控制網時，測繪人員可以采用GPS快速定位技術以及靜態測量技術。而在對農村土地狀態進行調查時，測繪人員可以直接通過衛星定位綜合服務系統來開展定位測量工作。在國土資源測繪過程中應用GPS技術時，為保證測量數據的規范性和準確性，還需要對坐標參數進行計算，以便完成大地坐標與WGS84坐標之間的轉換處理。基站設置是GPS技術應用中的核心環節。在完成基準點的選擇以及GPS接收裝置的安裝后，測繪人員應啟動設備，并在管理界面進行各項參數的設置，使基站配置能夠適應國土資源測繪要求。

3.1.2 國土資源測繪工作中GPS技術應用途徑分析

隨著3S技術的發展，GPS技術目前已經取得了較為成熟的技術應用經驗，其在國土資源測繪工作中的應用也較為廣泛，能夠適應國土資源測繪中多項測繪數據采集的要求，有效地提高了數據采集的精度、全面性以及時效性，且降低了測繪成本，成了國土資源測繪領域中具有較高應用價值的測繪技術。同時，為適應國土資源測繪工作要求，以GPS技術為基礎的GPS RTK以及網絡RTK等技術的應用范圍進一步拓展，使國土資源測繪的質量和效率得到了明顯的提升。

應用GPS技術能夠在國土資源測繪過程中準確獲取土地資源的開發利用情況，對被測目標區域內的建筑面積、土地資源狀態等數據信息進行全面的測量采集，以便于國土資源管理部門能夠及時掌握國土資源的實時狀態和變化情況，從而為國土資源管理工作提供可靠的參考依據。此外，GPS技術還可以與3S技術中的GIS技術以及RS技術相互配合，其所獲取的數據信息是構建地理信息數據庫以及對數據庫進行動態更新完善的重要數據基礎。

3.2 國土資源測繪中GIS技術應用策略

3.2.1 國土資源測繪過程中GIS技術應用要點分析

在國土資源測繪過程中應用GIS技術時，主要是利用GIS平臺的專業計算機軟件系統，采集被測區域的地理空間信息，并對測繪數據進行存儲、計算分析以及管理，最后根據測繪成果表述被測區域的地理空間特征，且可以對測繪成果進行直觀呈現。測繪人員應全面收集被測區域的地理空間信息，并將所采集的數據信息導入到GIS系統中。在導入紙質地圖等數據時，可以采取激光掃描等方式，以便實現點線以及多邊形等向量數據與光柵數據之間的轉換處理[4]。在數據采集和導入時，測繪人員應注意收集測區的屬性信息，以確保地理空間信息完整準確。在數據信息導入完畢后，測繪人員可利用GIS平臺的數據處理軟件對數據信息自動進行編輯、計算以及格式轉換等，但應注意確保定義清晰準確，且矢量關系能夠保持統一。GIS平臺軟件的應用減少了人為因素對測繪數據處理效率和準確性的影響。同時，GIS系統還可以根據國土資源測繪的比例尺要求自動完成坐標系統轉換、投影以及地形圖等圖件的編輯繪制等各項工作，為國土資源管理部門開展土地評價、資源開發利用等工作提供可靠的測繪成果。

3.2.2 國土資源測繪工作中GIS技術應用途徑分析

在國土資源測繪過程中應用3S技術中的GIS能夠為土地資源的規劃工作提供更加全面準確的參考數據。通過應用GIS技術可以構建地理信息系統，對被測目標的各項數據信息加以集成整合和分析處理，從而判斷土地資源規劃以及分配方案是否科學合理，以便對土地資源規劃方案進行相應調整和優化，提高土地資源規劃的合理性以及和科學性。

同時，在國土資源測繪過程中，還可以應用GIS技術為資源評價以及等級評定提供準確的數據基礎。GIS系統的地理空間數據分析工具以及數據管理工具能夠對土地資源數量、空間變化等進行可視化的呈現，使資源評價人員能夠更加直觀地了解土地資源情況，以便做出科學客觀的判斷，提高等級評價的準確性。

此外，通過在國土資源測繪工作中應用GIS技術還可以完成農業用地測繪等多項工作。GIS技術能夠全面采集農業用地實際應用的動態數據，并根據測繪結果制作相關圖件和模型，準確反映農業用地實時狀態，極大地提高了國土資源測繪的效率以及測繪數據的時效性，而且降低了國土資源測繪和管理成本，有效減輕了國土資源管理巡視等工作強度，在國土資源測繪以及管理工作中均具有較高的應用價值。

3.3 國土資源測繪中RS技術應用策略

3.3.1 國土資源測繪過程中RS技術應用要點分析

在國土資源測繪工作中，應用3S技術中的RS技術時，測繪人員應結合國土資源測繪的實際情況以及相關測繪技術規范，合理選擇遙感數據的采集方式。測繪人員可以將衛星信號作為測繪數據來源，也可以在具備條件時，利用飛機等航空器采集被測目標區域的圖像信息，以確保圖像數據的分辨率和清晰度能夠滿足國土資源測繪標準。在接收衛星遙感數據時，應注意盡量避開存在強電磁干擾的區域，以提高數據傳輸的穩定性和可靠性，從而獲得更加清晰的成像效果。在完成數據采集后，測繪人員應利用專業軟件對測繪數據進行濾波處理以及數據分析，使測繪數據精度符合國土資源測繪要求，并為國土資源管理工作提供可靠的測繪數據。在國土資源測繪過程中，RS技術通常應與GIS技術以及GPS技術等進行綜合應用，以進一步提高測繪效率和質量。

3.3.2 國土資源測繪工作中RS技術應用途徑分析

在國土資源測繪過程中應用3S技術中的RG技術，能夠為國土資源的規劃、海域以及地界線的界定土地資源監測等多項工作的開展提供重要的數據基礎。以國土資源管理工作中的土地監測為例，通過GIS技術的應用能夠對土體資源的實際使用情況進行動態監測，土地資源管理人員可以根據對不同時間段所獲取的RS圖片進行疊加分析，以判斷土地資源當前狀態，并對其發展情況進行較為科學的預測分析。同時，通過在國土資源測繪過程中應用RS技術還能夠為土地資源調查工作提供參考數據。應用RS技術能夠全面了解土地資源的節點范圍、使用面積以及具體使用功能等多項數據信息，且數據信息的采集具有較高的時效性，有利于國土資源管理部門全面準確地調查掌握土地資源分布特征、面積范圍以及使用情況，從而為土地資源的開發利用以及管理決策提供重要依據。

RS技術在國土資源測繪的城市地籍調查工作中也具有較高的應用價值。隨著我國城市化進程的加快推進，城市建設用地資源數量、城市土地資源質量、用地類型的變化情況、土地資源的權屬信息以及土地面積變更等均是城市地籍調查工作中的重要內容，采用傳統的國土資源測繪技術已經難以適應城市復雜資源環境調查工作的需要，而RS技術在技術適應性、數據采集全面性和時效性等方面的技術優勢使其在城市地籍調查工作中能夠發揮重要的作用。

開展國土資源測繪工作的一個重要目的是保護我國有限的耕地資源，而隨著我國社會經濟的發展，耕地資源的實際使用情況較為復雜，用地以及耕地變遷現象十分普遍，客觀上加大了國土資源測繪的難度，對測繪技術水平提出了較高的要求。因此，國土資源測繪部門應積極應用RS技術，對耕地具體面積、耕地實際用途等進行動態監測，以便及時發現違章用地以及耕地資源浪費等問題，為相關部門采取相應的管理措施提供測繪數據依據。

4、3S技術在國土資源測繪過程中應用的重要作用分析

在國土資源測繪過程中應用3S能夠及時有效提高測繪工作的質量和效率，確保測繪數據采集更加全面、準確、高效，并能夠利用相關專業軟件對測繪數據進行自動存儲、傳輸、處理分析以及制作模型和圖件等測繪成果，減少了人為因素對測繪數據準確性和精度的干擾，減輕了國土資源測繪人員的工作強度，降低了測繪成本，縮短了測繪周期，能夠為國土資源管理工作的開展提供更加可靠的數據，有利于提高我國國土資源開發利用的科學性和合理性，對于促進我國的社會發展和國民經濟建設具有重要的作用。

5、提高國土資源測繪過程中3S技術應用效果的有效策略分析

5.1 提高測繪數據處理的規范性

在國土資源測繪過程中應用3S技術時，為進一步提高數據處理的效率和質量，為國土資源管理工作提供更加客觀準確的參考依據，測繪人員應提高GPS技術、GIS技術以及RS技術在數據處理方面的規范性。例如在應用GIS技術對矢量數據進行轉換處理時，應注意數據格式，以確保處理后的數據格式能夠滿足地形圖、航海圖以及海圖等各類圖件的測繪標準要求，從而為國土資源管理中的定界勘測、土地規劃以及地籍管理等工作的順利實施提供標準統一的測繪數據。

5.2 加強對國土資源測繪人員的技術培訓

在國土資源測繪過程中應用3S技術，對測繪人員的技術水平有較高的要求。為進一步提高3S技術應用的科學性、規范性和有效性，國土資源測繪部門應加強對測繪人員的技術培訓，幫助測繪人員充分了解3S等先進技術特點、適用條件以及技術應用要點，且應準確掌握測繪及時發展動態，以便在國土資源測繪過程能夠及時對測繪設備進行更新升級，以適應我國新時期國土資源測繪工作的實際需要，推動我國國土資源測繪事業的現代化發展。

結語：

現代國土資源測繪工作在測繪過程中對測繪技術的信息化以及自動化水平有了更高的要求。國土資源測繪人員應加強對3S等新型測繪技術的研究，充分了解3S技術特點和適用范圍，準確掌握3S技術在國土資源測繪中的應用要點，不斷提高3S技術在國土資源測繪過程中應用的規范性和有效性，以確保測繪數據客觀、準確并具有較高的時效性。同時，國土資源測繪部門還應結合3S技術在國土資源測繪工作中的實踐應用經驗，積極拓展3S技術的應用范圍，以推動我國國土資源測繪事業的現代化發展。